Разработаны наночастицы из восьми ранее не смешивающихся элементов — Naked Science
4 минуты
Редакция

Разработаны наночастицы из восьми ранее не смешивающихся элементов

Ученые разработали методологию получения наночастиц по принципу конструктора «Лего», что позволяет изготавливать материалы из ранее невозможных комбинаций элементов.

30_nanolego
©Wikipedia

Исследователи из Мэрилендского университета разработали новую технологию создания наноматериалов. Методика позволяет собирать наноразмерные частицы, которые состоят из восьми различных элементов, ранее принципиально не смешивающихся друг с другом. Синтез наносплавов с высокой энтропией значительно расширяет возможности получения полезных материалов.

 

Традиционно для синтеза подобных наночастиц применяют химические методы, что дает возможность комбинировать лишь до трех элементов, которые не смешиваются равномерно.

 

Новый же метод — физический. Лянбин Ху, один из авторов разработки, поясняет: «Представьте себе элементы, которые, чтобы сделать наночастицы, объединяют как строительные блоки Lego. Если у вас есть только один-три цвета и размера, то вы ограничены в комбинациях. <…> Теперь мы можем создавать наноматериалы практически с любыми металлическими и полупроводниковыми элементами».

Разработчики метода: Йонгган Яо, Лянбин Ху, Стивен Д. Лейси / © М. Морган, Мэрилендский университет

 

Новый метод в теории очень прост. Для образования наночастиц сплава с высокой энтропией применяют двустадийный процесс. На первом этапе используется карботермический шоковый синтез: очень быстрое нагревание заготовки, приблизительно до 1650°C за 55 миллисекунд. Сразу же переходят ко второй стадии — не менее быстрой заморозке. Скорость снижения температуры составляет более 55 000°C в секунду, как с юмором написали в статье исследователи. Конечно, этот процесс длится также миллисекунды.

 

В результате металлы (испытывали платину, никель, железо, кобальт, золото, медь) равномерно смешиваются с другими элементами: для разделения на фракции не хватает времени, а после охлаждения материал получается стабильным.

 

В качестве наглядного примера пользы метода ученые синтезировали катализатор окисления аммиака, первой стадии синтеза широко применяемой азотной кислоты. Полученный наноматериал не только обеспечивает практически стопроцентный выход реакции, но и обладает 99%-ной селективностью.  

 

Помимо получения эффективных катализаторов, использование подобных материалов очень перспективно для разработки новых видов накопителей энергии, различных датчиков — это можно сказать сразу. Но реальные возможности гораздо шире — например, для производства гибких экранов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 13:47
2 минуты
Илья Ведмеденко

В Европе начались работы по проектированию космического мусоросборщика Clearspace-1. Контракт на его разработку намерены подписать в ноябре.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

7 часов назад
7 минут
Мария Азарова

У мышей, которым давали глюкозу и фруктозу, в кишечнике выявили увеличение количества муколитических бактерий, способствовавших разрушению слизистой оболочки этого органа. В итоге у таких грызунов развивался колит.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: