科學家發(fā)現(xiàn)具有特殊化學成分的納米粒子
來自俄羅斯和中國的科學家發(fā)現(xiàn)了許多新的和意想不到的納米粒子,并找到了一種控制其成分和性質(zhì)的方法 - 這些發(fā)現(xiàn)突破了納米粒子的使用。他們的研究結果發(fā)表在Physical Chemistry Chemical Physics上。
在化學組成和性質(zhì)方面,諸如納米顆粒的微物體可以與宏觀物體(晶體,玻璃)不同。納米技術所依賴的兩個支柱是由相同材料但具有不同尺寸的納米顆粒表現(xiàn)出的廣泛多樣性,以及控制其性質(zhì)的能力。然而,納米粒子的結構和組成的實驗和理論研究都帶來了重大困難。
使用由Skoltech和MIPT教授Artem R. Oganov開發(fā)的USPEX進化算法,來自中國和俄羅斯的科學家研究了各種納米粒子組合物,特別是研究了兩類催化必需的納米粒子:鐵 - 氧和鈰 - 氧。他們發(fā)現(xiàn),顯示出增強穩(wěn)定性的所謂“神奇納米粒子”可具有意想不到的化學組成,例如Fe 6 O 4,F(xiàn)e 2 O 6,F(xiàn)e 4 O 14,Ce 5 O 6和Ce 3 O 12。富氧納米顆粒,如Fe 4 O 14,在正常條件下穩(wěn)定,可以解釋氧化物納米粒子的致癌性。科學家通過改變氧氣的溫度或分壓來定量研究組合物的變化。
“穩(wěn)定的納米團簇在正常條件下可能具有奇怪的和意想不到的化學成分(例如,Si 4 O 18或Ce 3 O 12),而對于晶體,這通常可以在極端條件下發(fā)現(xiàn),例如高壓,”Xiaohu Yu說,這項工作的第一作者,陜西理工大學副教授,MIPT Oganov實驗室前成員。
“納米顆粒具有幾乎相同的脊,穩(wěn)定島和不穩(wěn)定性的海域的事實原子核際,在這項研究中一個驚喜。原子核和納米顆粒都可以被描述為兩種類型的顆粒的集群,例如在我們的例子中是鐵和氧,或者在原子核的情況下是質(zhì)子和中子。如果你繪制一張地圖并繪制沿其軸的簇中每種原子的數(shù)量,你會看到大多數(shù)穩(wěn)定的簇形成狹窄的穩(wěn)定脊。從化學的角度來看,你也會發(fā)現(xiàn)很穩(wěn)定的島嶼??梢韵胂蠓€(wěn)定的納米粒子作為水晶生長的基本組成部分 - 自從我上學以來,我一直很激動這個話題。至于穩(wěn)定的島嶼,他們研究的重要貢獻者是我們著名的學者Flerov和Oganesyan,我曾夢想在我小時候工作,“Oganov說。
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