Mažo matmens metalai: nanovamzdelių formos | NPP Azijos medžiagos

Mažo matmens metalai: nanovamzdelių formos | NPP Azijos medžiagos

Anonim

Metalo garai gali užpildyti siaurą anglies nanovamzdelio kanalą, kad susidarytų atomiškai ploni laidai.

Mokslininkai jau seniai domisi tuo, kas nutinka metalui, tokiam kaip auksas, kai jis susitraukia iki plono lakšto (dviejų matmenų sistema) arba labai siaura viela (vienmatė sistema). Deja, nors galima teorijuoti, kaip atrodytų tokie mažo matmens metalai, iš tikrųjų padaryti juos taip, kad jie būtų stabilūs pakankamai ilgai, kad būtų galima išmatuoti, yra didelis iššūkis medžiagų mokslininkams.

Dabar Ryo Kitaura, Hisanori Shinohara ir kolegos iš Nagojos universiteto Japonijoje 1 pasinaudoja mažomis anglies nanovamzdelių ertmėmis, kad metalo atomai būtų suformuoti į galutinę ploną vielą. Skirtingai nuo įprasto būdo atomatiškai ploniems laidams gaminti, atskiriant vielą, kol ją pritvirtins tik keli atomai, šis metodas sukuria laidus, kurie yra chemiškai ir struktūriškai stabilūs ištisus mėnesius.

„Paprastai labai ploną metalinę vielą pagaminti yra labai sunku“, - sako Kitaura. „Taigi mūsų darbas atveria kelią išaiškinti pagrindines ypač plonų nanovielių savybes“.

Jų metodas yra paprastas: jie įdeda anglies nanovamzdelius ir metalo miltelius, pavyzdžiui, europiumą, į sandarų stiklinį vamzdelį. Tada vamzdį maždaug vieną dieną kaitina 500–600 ° C temperatūroje. Šis terminis apdorojimas, vadinamas „nanofilling“, sukelia europiumo garinimą ir užpildymą anglies nanovamzdeliais.

Didelės skiriamosios gebos perdavimo elektronų mikroskopu tyrėjai galėjo pamatyti atskirus europiumo atomus, išdėstytus anglies nanovamzdelių viduje, tarsi granulių sruogą (1 pav.). Europiumo laidai yra ilgi - pagal užsakymą mikrometras -, bet tik vieno atomo pločio, tai reiškia, kad jie tikrai yra vienmatės sistemos.

Image

1 pav. Europio atomai (tamsiosios sferos šiame perdavimo elektronų mikrografe) užpildo siaurą vidinį anglies nanovamzdelio plotą, kad būtų padaryta atomiškai plona viela. © 2009 R. Kituara

Pasirinkusi skirtingo vidinio skersmens anglies nanovamzdelius, grupė gali sudaryti laidus nuo vieno iki keturių atominių gijų. Anglies vamzdis taip pat veikia kaip apsauginis skydas, užtikrinantis konstrukcijos stabilumą ir saugantis europiumą, labai reaktyvią medžiagą, nuo oksidacijos.

„Mūsų metodas gali būti taikomas bet kuriam metalui, kuris verda žemoje temperatūroje“, - sako Kitaura. „Tiesą sakant, anglies nanovamzdelių viduje jau esame pagaminę ytterbio, samario, kalio, kalcio ir stroncio nanovielių.“ Komanda planuoja naudoti šią sintezės techniką, kad ištirtų pagrindines metalų savybes vienmatėje formoje.

Autoriai

Šį tyrimo akcentą patvirtino originalaus straipsnio autorius, o visus empirinius duomenis pateikė pats autorius.