Para ilmuwan telah mengamati atom yang tetap diam di dalam logam cair pada suhu tinggi, memengaruhi bagaimana material mengeras. Menggunakan mikroskopi canggih, peneliti dari University of Nottingham dan University of Ulm menangkap fenomena ini pada nanopartikel logam cair. Penemuan ini mengungkapkan keadaan hibrida baru dari materi dengan implikasi potensial untuk katalisis dan rekayasa material.
Dalam sebuah studi yang diterbitkan pada 9 Desember 2025 di ACS Nano, para peneliti menggunakan mikroskopi elektron transmisi untuk mengamati pengerasan tetesan nano logam cair, seperti yang terbuat dari platinum, emas, dan paladium. Eksperimen melibatkan pemanasan nanopartikel yang didepositkan pada graphene, yang berfungsi sebagai penyangga tipis untuk memfasilitasi pelelehan. Mengejutkan, sementara sebagian besar atom bergerak cepat, beberapa tetap tetap di tempatnya, terikat pada cacat titik di graphene bahkan pada suhu ekstrem.
Profesor Andrei Khlobystov dari University of Nottingham, yang memimpin tim, menjelaskan, "Ketika kita mempertimbangkan materi, kita biasanya memikirkan tiga keadaan: gas, cair, dan padat. Sementara perilaku atom di gas dan padat lebih mudah dipahami dan dijelaskan, cairan tetap lebih misterius." Dr. Christopher Leist, yang melakukan mikroskopi di instrumen SALVE Ulm, mencatat bahwa memfokuskan sinar elektron menciptakan cacat tambahan, memungkinkan kontrol atas jumlah atom stasioner.
Atom-atom yang terikat ini mengganggu pertumbuhan kristal selama pengerasan. Ketika sedikit, kristal terbentuk secara normal. Namun, kepadatan tinggi atom stasioner dapat membentuk cincin, menciptakan "kandang atom" yang menjebak cairan dalam keadaan super dingin. Untuk platinum, cairan yang terperangkap ini bertahan pada suhu serendah 350 derajat Celsius—lebih dari 1.000 derajat di bawah titik bekunya yang biasa—sebelum membentuk padatan amorf tidak stabil.
Profesor Ute Kaiser menyoroti sifat ganda elektron dalam pengamatan: "Eksperimen kami mengejutkan kami karena kami mengamati langsung dualitas gelombang-partikel elektron di sinar elektron." Ini menandai penjebakan atom pertama, yang sebelumnya hanya terlihat dengan foton dan elektron.
Dr. Jesum Alves Fernandes menekankan aplikasi: "Penemuan keadaan hibrida logam baru ini signifikan. Karena platinum pada karbon adalah salah satu katalis yang paling banyak digunakan secara global, menemukan keadaan cair terbatas dengan perilaku fase non-klasik dapat mengubah pemahaman kami tentang bagaimana katalis bekerja."
Didanai oleh program Metal Atoms on Surfaces and Interfaces (MASI) EPSRC, pekerjaan ini menunjukkan potensi untuk merancang katalis efisien dan material baru yang menggabungkan sifat cair dan padat.
