2008年6月28日
5000年左右,形状金属的唯一途径是“热量和击败。”Even in modern nanotechnology, working with metals involves carving with electron beams or etching with acid.
现在,康奈尔大学研究人员已经开发出一种方法向复杂的纳米结构自组装金属。应用包括更有效和更便宜的燃料电池的催化剂和工业过程和创建微结构表面新类型的导体,携带更多的信息比传统的电线在微芯片。
方法需要涂层的金属纳米颗粒,直径约2纳米(纳米),与一个有机物质称为配体,允许yabo214粒子溶解在液体中,然后用一块混合丙烯(材料由两种不同的化学物质的分子联系在一起,从而巩固在一个可预测的模式)。聚合物和配体被删除时,金属颗粒融合成一个坚固的金属结构。yabo214
“聚合物社区试图这样做了20年,”乌尔里希威斯纳说,康奈尔大学材料科学与工程教授,他与同事,新方法报告在6月27日出版的《科学》杂志上。亚博网站下载亚博老虎机网登录“但是金属倾向于集群到不受控制的结构。我们新增加了配体,创造高溶解在有机溶剂和允许粒子即使在高密度流。”yabo214
他补充说,另一个关键因素是使配体周围的每一个粒子的层相对较薄,所以决赛中金属结构的体积足够大来保持其形状当有机材料移除。亚博网站下载
“这是激动人心的,”威斯纳说。“它打开一个全新的操场,因为没有人能够结构金属散装的方式。原则上,如果你可以用一个金属与金属混合物你能做到。”
据康奈尔大学和两个同事,弗朗西斯DiSalvo, J.A.纽曼教授化学和化学生物学,和索尔古纳,约翰·l·威瑟雷尔的物理学教授,以及其他研究人员,报告在科学如何使用新方法来创建一个铂与统一的六角孔结构的顺序10 nm(纳米三个硅原子)的宽度。亚博老虎机网登录铂是,到目前为止,最好的可用的燃料电池的催化剂,允许燃油流过多孔结构和反应在一个更大的表面积。
研究人员开始通过混合的溶液ligand-coated铂纳米粒子与一块丙烯。yabo214纳米粒子结合的解决方案这两种聚合物之一。yabo214这两种聚合物之间交替组装成一个结构和一个小区域,在这种情况下产生的金属纳米粒子悬浮在一个聚合物和安排的六角形状以外的其他聚合物。yabo214许多其他模式是可能的,这取决于聚合物的选择。
然后退火材料在缺乏空气的情况下,将聚合物变成碳支架,继续支持金属颗粒的形成。yabo214维斯纳和他的同事们曾使用碳支架的方法创建了多孔纳米结构的金属氧化物。
最后一步是加热温度较高的材料在空气中氧化配体和碳烧掉。金属纳米粒子表面有一个yabo214非常低的熔点,因此颗粒烧结在一起成一个坚固的金属结构。研究者们取得了相当大量的多孔铂这样,至少半厘米。
除了使多孔材料,研究人员说,这项技术可以用来创建精细结构表亚博网站下载面等离子的新领域的关键,在这一波又一波的电子穿过导体的表面与光纤的传送能力,但在空间足够小,适合在芯片上。