燕山大學新成果：合成塊狀多組分納米結構的精確控制方法

燕山大學的研究人員設計了一種控制新型納米結構的合成方法，這使得他們能夠更精確地合成出比先前方法更為複雜的塊狀多組分納米材料。

材料科學家預測通過組成成分之間的相互作用合成包含三個或更多個功能組分的多組分納米材料。這可能在一種材料中創造出新的屬性或集成多個功能。這一創新性合成方法將促進電子、能源轉換和生物技術應用等方面的發展。

然而，由於所需成分的結構通常在塊體材料中彼此衝突，例如晶粒尺寸、形狀、體積分數和晶體取向，所以定向控制材料結構仍然是一個艱巨的挑戰。

但是現在，燕山大學的研究人員利用新方法可以設計並精確地構造出具有每個組分所需結構的塊狀多組分納米結構。他們的研究在塊狀多組分納米結構的設計發麵取得了突破性進展。這項研究成果最近發表在雜誌《Small》上。

（圖片來源：燕山大學）

中國燕山大學亞穩態材料科學與技術國家重點實驗室的領導者，以及新型方法的設計者張祥義教授說：「這一方法能夠良好的控制所製造的塊狀多組分納米材料的結構，這是現有的方法所做不到的。」

張教授和他的同事使用組裝法來設計塊狀多組分納米結構，構造由一個或兩個納米級功能組分組成的層狀亞基並組裝成塊狀材料。與傳統的方法相比，該方法使得研究人員能夠在單獨層中單獨地處理相互衝突的成分。此外，每個層由一個或兩個可調組件組成，其可以用來構建所需的多組分納米結構。張教授說：「這將能夠同時控制各個組分的結構。」

為了證明他們方法的有效性，張教授和他的團隊已經製造了一種具有所需成分結構的（SMCO FeCo）/NdFeB塊狀多組分納米材料。該材料無法用現有的方法來製造出。這類由硬磁性材料和軟磁性材料組成的塊體納米複合材料表現出較高的能量密度，且其中軟磁性部分的質量分數超過了20%。

在過去的二十年中，這種具有所需結構的塊體納米複合磁體的製造被認為是一場工程噩夢。張教授說：「但現在我們克服了這一挑戰，我期望我們的設計方法不局限於一個三組件系統，還將其擴展到更複雜的系統中以探索新功能材料的應用。」

除了磁性材料之外，這種新方法還適用於其他納米結構材料的合成，如熱電材料和機械材料，製造出分層的層狀或異質納米結構。此外，他們的方法也可通過組裝由熱電、多鐵和鐵電材料組成的層來產生更複雜的體雜化納米材料。因此，他們的研究結果為具有新穎功能的工程體、複合物和混合納米結構提供了一個令人振奮的新方向。

文章來自nanowerk網站，原文題目為Precise control of bulk, multi-component nanostructures，由材料科技在線匯總整理。

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