Исследователи показывают, как расплавляются золотые наночастицы

]

Недавнее исследование, опубликованное в Nature Communications, направлено на то, чтобы ответить на основной вопрос – как плавятся наночастицы? Хотя этот вопрос представлял значительный интерес для ученых в течение последних 100 лет, на него до сих пор нет ответа. Ранние теоретические модели, описывающие плавление, датируются примерно столетием назад, и даже наиболее применимым моделям около 50 лет.

Изменения формы в нанокластерах Au, что указывает на плавление поверхности кластера при высоких температурах. Изображения двух отдельных кластеров, содержащих 561 и 2530 атомов показаны. (Изображение предоставлено Университетом Суонси)

Профессор Ричард Палмер, который возглавлял команду, базирующуюся в Техническом колледже Университета Суонси, сказал об исследовании: «Хотя было известно, что поведение при плавлении изменялось на наномасштабе, способ плавления наночастиц был открытым вопросом. Учитывая, что теоретические модели сейчас довольно старые, у нас был четкий случай для проведения наших новых экспериментов с изображениями, чтобы посмотреть, сможем ли мы проверить и улучшить эти теоретические модели. "

В своих экспериментах исследователи использовали золото, поскольку оно ведет себя как модельная система для благородных и других металлов. Команда достигла своих результатов путем визуализации наночастиц золота диаметром от 2 до 5 нм с помощью сканирующего просвечивающего электронного микроскопа с коррекцией аберраций. Их наблюдения были впоследствии подкреплены массовым квантово-механическим моделированием.

Нам удалось доказать зависимость температуры плавления наночастиц от их размера и впервые увидеть непосредственно образование жидкой оболочки вокруг твердого ядра в наночастицах в широкой области повышенных температур. на самом деле на сотни градусов. Это помогает нам точно описать, как наночастицы плавятся, и предсказать их поведение при повышенных температурах. Это научный прорыв в области, к которой мы все можем относиться – плавление – и он также поможет тем, кто производит нанотехнологические устройства для широкого круга практических и повседневных задач, включая медицину, катализ и электронику.

Ричард Палмер, профессор, Инженерный колледж, Университет Суонси

Source link