Nature子刊：金納米粒子在高溫下是如何運動的呢？

斯旺西大學的一位納米材料專家致力於研究金粒子在高溫環境中是如何存在的。例如在催化和航空領域中，只有納米粒子才能經受住極高的溫度，因此這項研究對於工程領域中一些納米技術的潛在應用是具有很重要價值的。

該研究是伯明翰大學、斯旺西大學和熱那亞大學三方合作的成果，並將其發表在了本周的《Nature Communications》雜誌上。研究結果表明，精選尺寸的金納米粒子（561±14個原子）可有效抑制其相互之間的擴散和聚集作用，但其內部原子排列方式確實會發生改變。

研究人員在像差校正掃描透射電子顯微鏡中，使用了一個超穩定的可變溫度載物台，將根據尺寸所選的金納米粒子（或團簇）置於高達500°C的溫度下，同時以原子解析度對其成像。

含561個原子的金納米簇的兩種替代結構

實驗表明，即使處於材料的極限穩定溫度，通過金納米粒子與表面的結合，也足以使點缺陷修復。但在熱處理過程中，團簇原子結構發生波動，在兩種主要原子構型（「同分異構體」）之間來回切換。這些是面心立方結構，其對稱性在擴展晶體中是不允許的。研究人員甚至能夠測量到這兩種不同原子結構之間微小的能量差異（僅為40 meV）。

斯旺西大學工程學院納米材料實驗室主任Richard Palmer教授評論說：「這些先進的實驗使我們能夠對沉積在表面的納米粒子進行新的測量——兩種競爭原子排列之間的能量差異。這對於使用計算機來計算納米材料性質的人們特別興奮，如果你喜歡的話，這便是一種參考。圖像顯示我們微小的納米粒子確實是相當堅硬的物相，這對其在未來工業製造中的應用具有極大的應用價值。」

斯旺西實驗室的研究重點是將這種納米粒子的生產規模擴大1000萬倍，達到克級甚至更高。正如Palmer教授所說：「我們需要非常小的東西，來釋放納米技術的真正潛力。」

原文來自PHYS，原文題目：How do very small particles behave at very high temperatures?由材料科技在線整理報道

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