Исследователям из ETH удалось создать нанокристаллы из двух разных металлов с помощью процесса амальгамирования, при котором жидкий металл проникает в твердый. Этот новый и удивительно интуитивно понятный метод позволяет производить широкий спектр интерметаллических нанокристаллов с заданными свойствами для различных приложений.
Нанокристаллы представляют собой сферы нанометрового размера, состоящие из правильно расположенных атомов. Благодаря своим выгодным свойствам они находят применение в нескольких технологиях. Например, полупроводниковые нанокристаллы используются в телевизионных экранах нового поколения. Совсем недавно так называемые интерметаллические нанокристаллы, в которых два разных металла объединяются, образуя кристаллическую решетку, сделали себе имя, поскольку обещают усовершенствованные и уникальные области применения. Эти приложения варьируются от катализа до хранения данных и медицины.
Теоретически существуют десятки тысяч возможных комбинаций металлов, которые могут составлять такие нанокристаллы, с соответственно большим количеством различных свойств материала. Однако до сих пор удалось создать нанокристаллы только из нескольких таких пар. Группа исследователей из ETH Zurich под руководством Максима Яремы и Ванессы Вуд из Института электроники разработала новую технику, которая, в принципе, позволяет реализовать почти все возможные комбинации интерметаллических нанокристаллов. Их результаты недавно были опубликованы в научном журнале Science Advances.
«Наш метод прост и интуитивно понятен — на самом деле настолько интуитивно понятен, что мы были удивлены, что ни у кого не было этой идеи до нас», — говорит Ярема. В обычных процедурах получения нанокристаллов из одного металла атомы металлов вводятся в молекулярной форме, например в виде солей, в раствор, в котором затем образуются нанокристаллы. «Теоретически это можно сделать и с двумя разными металлами, но на практике сложно или даже невозможно объединить в реакторе сильно разнородные металлы», — объясняет Ярема. Поэтому ученые ETH прибегли к процедуре, которая использовалась веками: слияние, особый вид плавления или смешивания металлов.
Исследователи ожидают большой потенциал для технологических применений из-за точного контроля состава и размера нанокристаллов, а также возможности комбинировать металлы практически по своему желанию. «Поскольку синтез нанокристаллов путем амальгамирования позволяет создавать так много новых композиций, мы не можем дождаться, чтобы увидеть их работу в улучшенном катализе, плазмонике или литий-ионных батареях», — говорит Ярема. Например, катализаторы, состоящие из нанокристаллов, могут быть точно адаптированы и оптимизированы для конкретного химического процесса, который они должны ускорять.
Источник — 1nsk.ru.