Гигантский прорыв в области нанонауки! Впервые американские ученые успешно объединили до восьми видов металлических элементов, которые нельзя смешивать друг с другом, чтобы сформировать однородную наноструктуру, называемую наночастицами из сплава высокой энтропии. Насколько это мощно? Наночастицы, которые объединяют более трех элементов.
В прошлом ученые не были уверены, что можно сжать несколько элементов в один материал. Было очень сложно смешивать и сжимать разные элементы в отдельные частицы, но поступало из Университета штата Мэриленд, Массачусетского технологического института, Университета штата Иллинойс в Чикаго и Университета Джона Хопкинса. Исследователи продемонстрировали, что они могут объединять до 8 различных металлических элементов для образования наночастиц с высоким энтропийным сплавом с однородной кристаллической структурой.
Вы можете себе представить, что наночастицы, образованные комбинацией разных элементов, подобны игрушкам LEGO. Если у вас есть только 3 цвета или размеры элементов, окончательная композиция и структура также ограничены некоторыми формами, но она состоит из 8 металлических элементов. Наночастицы напоминают расширение игрового ящика несколько раз. Вы можете свободно создавать в нем больше комбинаций игрушек.
Высокоантропийные сплавы (HEA) представляют собой сплавы с 5 или более равными количествами примерно одинакового количества металлов и имеют значительную степень материаловедения из-за их потенциала для многих желаемых свойств. Внимание: в прошлом основные металлические компоненты в сплаве могут составлять всего 1-2, например, на основе железа, а затем добавлять некоторые микроэлементы для повышения его характеристик, в результате получается сплав на основе железа. Высокие энтропийные сплавы и общие сплавы отличаются друг от друга Разнообразие металлов, но не хрупкое.
Исследование было проведено Лянбинг Ху, доцентом по материаловедению и технике в Университете штата Мэриленд. Он сказал, что этот новый тип высокоэнтропийных наночастиц имеет широкий спектр применений, в частности катализаторы для новых энергетических экологических технологий, а также хранения энергии (батареи или суперконденсаторы), биотехнологии. / Плазменная визуализация.
Процесс получения наночастиц сплава с высоким энтропийным сплавом использует двухстадийный метод мгновенного нагрева с последующим мгновенным охлаждением, подвергая платину, кобальт, никель, медь, железо, палладий, золото, олово и другие металлические элементы до температуры около 3000 ° F (около 1650 ° C). В течение следующих 0,05 секунд элементы смешиваются равномерно, а затем мгновенно охлаждают, чтобы элементы были стабильными для образования уникальных наноматериалов, расположенных рядом друг с другом, таких как атомы никеля рядом с атомами никеля, атомы меди и атомы платины. Этот физический метод прост. Просто никто не применил его к производству наночастиц.
Чтобы исследовать потенциальное использование новых наночастиц, исследователи использовали их в качестве передовых катализаторов для реакций окисления аммиака. Результаты подтвердили, что они обладают высокоэффективными свойствами катализатора, а реакция аммоксидирования достигла 100%.
На самом деле, эта вещь слишком новая, и даже исследователи не уверены в возможности использовать все поля этой наночастицы с высоким энтропийным сплавом. В учебнике по материалам обсуждается использование сплавов, состоящих из трех разных элементов. Статья была опубликована в Science. «журналы.