Johdot, putket ja harjat mahdollistavat rakentaa ja ylläpitää koneiden ja laitteiden käytämme päivittäin. Nyt apua yllättävältä taholta, näitä samoja rakennuspalikoita voidaan helposti luoda asteikolla 10000 kertaa pienempi kuin kauden lopussa tämän lauseen. Tutkijat Argonne on tajunnut käytön perusteet sähkökemia hallita arkkitehtuuria nanocrystals - pieniä rakenteita mitat miljardisosaa metriä. Niiden tulokset, julkaistiin maaliskuun 3 versio Journal of American Chemical Society, antaa käytännön menetelmä tuottaa suuria määriä arkkitehtuuri-ohjattu nanocrystals, kuten suprajohteet, ferromagnets ja jalometallit. "Arkkitehtuurit nanocrystals ovat pääosin hallinnassa sovelletaan jännitteet", sanoo johtaa tutkija Zhili Xiao on Argonne n Materiaalitekniikan osasto ja Pohjois-Illinoisin yliopiston fysiikan laitos. "Tämä antaa meille paljon paremmat mahdollisuudet valvoa kasvuedellytyksiä nanocrystals. Pystyimme luomaan hyvin erilaisia rakenteita enemmän mukavuutta ja ennustettavuutta verrattuna perinteisiin käytäntöihin." Perinteiset fabricating nanocrystals liittyy nopeasti suonensisäisten kemikaaleja kuumennettuun ratkaisu korkeissa lämpötiloissa. Haittapuoli tässä lähestymistapa on kuitenkin vaikea valvoa ratkaisu keskittymän, joka muuttuu reaktion edetessä. Tämä muutos keskittyminen johtaa muutoksiin sähkökemiallinen potentiaali - mitta yhdisteen kykyä reagoida ratkaisu. Koska vakaa sähkökemiallinen potentiaali on ratkaiseva muodostaa hyvin muotoillut nanocrystals, tutkijat käyttävät tätä menetelmää usein joutuneet kamppailemaan kontrolliliuosta pitoisuudet ja ajoin oikea hetki lopettaa reaktion. Sen sijaan Xiao ja hänen kollegansa totesi, että ne voisi helposti hallita sähkökemiallinen potentiaali käyttämällä sähköinen jännite. Tutkijat käyttivät tekniikkaa kutsutaan elektroforeesimaalaislaitteet, joka käyttää sähköä läpi elektrodin vähentää ionit liuoksesta tietyllä pinnalla. Muuttamalla jännitteen arvo ja tyyppi kemikaalien ratkaisu, Argonne tutkijat pystyivät syntetisoimaan suuria määriä lähes 30 eri nanorakenteiden, kuten nanohiukkaset eri muotoja, nanolankojen, nanobrushes ja nanomittakaavan jalustoihin. "Löysimme, että esimerkiksi muotoinen nanohiukkasten taipumus muodostaa pienemmillä jännitteillä taas korkeammat jännitteet taipumus tuottaa rakenteita kuten nanolankojen ja nanobrushes", selitti Xiao. Suuria määriä näitä nanocrystals kädessä, tiedemiehet tutkivat heidän ainutlaatuiset fyysiset ja kemialliset ominaisuudet. Nämä rakenteet voivat johtaa löydöt uusia ilmiöitä ja sovelluksia, kuten käyttö ferromagneettisen nanocrystals komponentteina ultra high-density tallennusvälineitä ja tiettyjen metalli nanocrystals katalysaattoreina vedyn tuotanto ja tunnistus. "Kun muutat muodon nanocrystal, olet periaatteessa asettaa uusia rajoja tilaan, jossa sen elektronit voivat liikkua", sanoo Wai-Kwong Kwok, johtaja Suprajohtavuus ja magnetismi ryhmä Materials Science Division. "Tämä puolestaan vaikuttaa sen fysikaaliset ominaisuudet, mikä selittää kolmio ja valmistettu pallo lyijy voi olla täysin erilainen suprajohtavat ominaisuudet." |