Воздействие на несколько элементов для образования единой наночастицы

Coatings Today
12.04.2018 298

Команда ученых из нескольких институтов разработала новый метод, который позволяет объединять ионы из восьми различных элементов для формирования так называемых наночастиц с высоким энтропийным сплавом. Атомы элементов, составляющих эти частицы, распределяются равномерно по каждой наночастице, образуя единую твердотельную кристаллическую структуру – подвиг, которого ещё никто ранее не достигал более чем с тремя элементами. Такие наночастицы могут иметь широкое применение в качестве катализаторов.

На протяжении долгих лет специалисты по материаловедению не предпринимали серьезных попыток создать материалы, содержащие более трех элементов, из-за стремления атомов каждого элемента объединиться. Ученые также предположили, что такие многоэлементные материалы не будут иметь каких-либо ценных приложений реального мира. Ученые также предполагали, что такие многоэлементные материалы не будут иметь каких-либо ценных практических применений в реальном мире.

Однако теперь, используя просвечивающую электронную микроскопию, исследователи из Университета штата Иллинойс в Чикаго (UIC) доказали, что несколько элементов, которые, как считалось, были не способны образовывать единый материал, всё-таки могут это сделать. Исследователи наглядно показали, как восемь элементов могут сформировать наночастицы шириной не более 100 нм с однородной кристаллической структурой.

                                                      

Как считают сами исследователи, это действительно может изменить отношение людей к материалам, которые ранее считались        не поддающимися смешению. Ученые из Мэриленда использовали двухступенчатый процесс, который включал короткий тепловой «шок» (удар), а затем быстрое охлаждение, чтобы получить ионы различных элементов, которые обычно не образуют сплавов для смешивания и стабилизации в кристаллических наночастицах. Во время быстрой фазы охлаждения эти ионы образуют единый твердый кристалл, содержащий однородную гомогенную смесь нескольких элементов.

 «В атомном масштабе различные ионы находятся рядом друг с другом», – пояснил один из авторов работы. «Таким, например, атом золота находился бы рядом с атомом никеля, рядом с атомом меди, рядом с атомом платины, образуя однородную смешанной наночастицу, которая выглядела бы как один целый уникальный материал».

Для подтверждения однородности наночастиц использовалась расширенная просвечивающая электронная микроскопия для отображения кристаллов и идентификации отдельных атомов. Они смогли определить, что на атомном уровне наночастицы были изготовлены из гомогенных смесей различных комбинаций платины, кобальта, никеля, меди, железа, палладия и золота. Они смогли дать окончательное подтверждение тому, что у этих наночастиц не было кусков какого-то одного элемента, напротив, каждый компонент был распределен поровну во всей наночастице.

Ученые из Университета Джона Хопкинса смогли продемонстрировать одно из возможных применений наночастиц – в качестве улучшенных катализаторов окисления      аммония, что является ключевым этапом в производстве азотной кислоты. Они смогли достичь 100%-ного окисления аммиака с помощью частиц, доказав их способности в качестве полезных катализаторов.

По правде говоря, учёные не могут до конца утверждать, как именно эти наночастицы смогут быть ещё использованы в силу того, что ранее подобное не осуществлялось. Учебники по материаловедению же предлагают только сплавы, возможно, трех разных элементов, поэтому это действительно новая область для дальнейших исследователей.

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Новая барьерная пленка из нанокристаллов целлюлозы
Новая барьерная пленка из нанокристаллов целлюлозы
Технология создания нанокристаллов целлюлозы (CNC), которые обеспечивают необычайную прочность и используются в качестве структурных блоков
29.03.2023
78
Износостойкое покрытие Carbinite
Износостойкое покрытие Carbinite
Представители компании Dillon Manufacturing заявляют, что новое покрытие Carbinite повышает силу захвата тисков и срок…
Coatings Today
29.09.2020
377
Мидии и улучшение прочности волокон графена
Мидии и улучшение прочности волокон графена
Корейские исследователи наглядно показали, что волокна графена могут быть усилены полимером, подобному мидиям. Исследовательская группа,…
Coatings Today
09.11.2018
365
Прозрачное покрытие для древесины, стойкое к атмосферным воздействиям
Прозрачное покрытие для древесины, стойкое к атмосферным воздействиям
Стойкое к УФ-излучению, гидрофобное прозрачное покрытие было разработано для повышения устойчивости древесных материалов к атмосферным…
Coatings Today
26.10.2021
125
Дроны проверяют мосты
Дроны проверяют мосты
Дроны могут оказаться ценным активом компаний по проверке мостов, о чём некоторые компании задумались совсем…
Coatings Today
19.03.2018
293
Shelby 1967 года воссоздадут с кузовом из углеродного волокна
Shelby 1967 года воссоздадут с кузовом из углеродного волокна
Компания Classic Recreations в сотрудничестве с производителем углеродного волокна SpeedKore Performance воссоздаст легендарный автомобиля Shelby…
Coatings Today
26.07.2020
316
Процесс предварительной обработки признан экологически безопасным
Процесс предварительной обработки признан экологически безопасным
Процесс предварительной обработки металла нового поколения от компании Henkel занял второе место в категории экологической…
Coatings Today
09.09.2021
162
Новый подход к концепции паспортов и удостоверений личности
Новый подход к концепции паспортов и удостоверений личности
Производители документов, удостоверяющих личность (например, паспортов и удостоверений), продолжают сталкиваться с серьезными проблемами из-за возрастающей…
Coatings Today
29.11.2020
350
Высококачественная эпоксидная смола для судоходства и ветроэнергетики
Высококачественная эпоксидная смола для судоходства и ветроэнергетики
Компания Sino Polymer (Шанхай, Китай), деятельность которой изначально была направлена на аэрокосмическую отрасль, недавно разработала…
Coatings Today
06.10.2020
292