發(fā)現(xiàn)納米級的液態(tài)黃金，在發(fā)表在《自然通訊》上的這項(xiàng)研究旨在回答一個簡單的問題：納米顆粒是如何融化？盡管這個問題在過去的一個世紀(jì)里一直是研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)，但它仍然是一個開放的問題。

最初理論模型描述的融化發(fā)生在大約100年前，甚至最相關(guān)的模型出現(xiàn)在大約50年前，理查德·帕爾默教授領(lǐng)導(dǎo)了該大學(xué)工程學(xué)院的研究小組。

考慮到理論模型現(xiàn)在相當(dāng)陳舊，我們很有理由進(jìn)行新的成像實(shí)驗(yàn)，看看能否測試和改進(jìn)這些理論模型。研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中使用了黃金，因?yàn)樗琴F金屬和其他金屬的模型系統(tǒng)。研究小組通過對直徑在2到5納米之間的金納米顆粒進(jìn)行成像，并通過校正像差的掃描透射電子顯微鏡得出了結(jié)果，觀測后來得到了大規(guī)模量子力學(xué)模擬的支持。

能夠證明納米顆粒的熔點(diǎn)與大小有關(guān)，而且是第一次直接觀察到，在很大范圍的高溫下，納米顆粒的固體內(nèi)核周圍會形成一層液體外殼，溫度實(shí)際上高達(dá)數(shù)百度。這有助于準(zhǔn)確地描述納米粒子是如何熔化的，并預(yù)測它們在高溫下的行為。這是一項(xiàng)科學(xué)突破，都可以將其與熔融技術(shù)聯(lián)系起來，也將幫助那些生產(chǎn)納米技術(shù)設(shè)備的人，這些設(shè)備可以用于一系列實(shí)際和日常用途，包括醫(yī)藥、催化和電子產(chǎn)品。

盡管納米尺度上熔融行為的變化一直吸引著研究人員，但納米顆粒熔融的機(jī)理仍然是一個懸而未決的問題?，F(xiàn)在直接觀察，在原子分辨率，表面熔化在單個大小選定的金團(tuán)簇(2-5納米直徑)支持的碳膜，使用原位加熱階段在像差校正掃描透射電鏡。在較高的溫度下，金納米粒子被發(fā)現(xiàn)形成一個固體的核-液殼結(jié)構(gòu)。團(tuán)簇表面的熔點(diǎn)溫度，顯示出與熔點(diǎn)大小有關(guān)的抑制作用。

博科園｜研究/來自：斯旺西大學(xué)

參考期刊《自然通訊》

DOI: 10.1038/s41467-019-10713-z

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