På rebound

Vores kroppe har en bemærkelsesværdig evne til at helbrede fra brudte ankler eller forvrængede håndled. Nu, en ny undersøgelse har vist, at nogle nanopartikler også kan "selvheles" efter at have oplevet intens belastning, når denne stamme er fjernet.

Ny forskning fra US Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory og Stanford University har fundet ud af, at palladium -nanopartikler kan reparere atomiske dislokationer i deres krystalstruktur. Dette nyopdagede twist kunne i sidste ende fremme søgen efter at indføre selvhelbredende adfærd i andre materialer.

"Det viser sig, at disse nanopartikler fungerer meget mere som den menneskelige krop heler fra en skade end som en ødelagt maskine, der ikke kan ordne sig selv." - Andrew Ulvestad, Argonne materialeforsker.

Undersøgelsen følger en undersøgelse fra sidste år, hvor Argonne-forskere kiggede på den svampeagtige måde, hvorpå palladium-nanopartikler absorberer brint.

Når palladiumpartikler absorberer brint, deres svampede overflader svulmer. Imidlertid, interiøret i palladiumpartiklerne forbliver mindre fleksibelt. Efterhånden som processen fortsætter, noget til sidst revner i en partikels krystalstruktur, dislokation af et eller flere atomer.

"Man ville aldrig forvente, at forskydningen kommer ud under normale forhold, "sagde Argonne -materialeforsker Andrew Ulvestad, undersøgelsens hovedforfatter. "Men det viser sig, at disse nanopartikler fungerer meget mere som den menneskelige krop heler fra en skade end som en ødelagt maskine, der ikke kan ordne sig selv."

Ulvestad forklarede, at dislokationerne dannes som en måde, hvorpå materialet kan lindre den belastning, det lægger på dets atomer ved infusion af yderligere brint. Når forskere fjerner brint fra nanopartiklen, dislokationerne har plads til at reparere.

Ved hjælp af røntgenstrålerne fra Argonnes Advanced Photon Source, en DOE Office of Science brugerfacilitet, Ulvestad var i stand til at spore bevægelser af dislokationerne før og efter helingsprocessen. For at gøre det, han brugte en teknik kaldet Bragg kohærent diffraktionsbilleddannelse, som identificerer en forskydning ved de ringvirkninger, den frembringer i resten af ​​partikelens krystalgitter.

I nogle partikler, belastningen af ​​hydrogenabsorptionen indførte flere dislokationer. Men selv partikler, der forløb flere steder, kunne helbrede til det punkt, hvor de var næsten uberørte.

"I nogle tilfælde, vi så fem til otte originale dislokationer, og nogle af dem var dybt inde i partiklen, "Sagde Ulvestad." Efter at partiklen var helet, der ville måske være et eller to tæt på overfladen. "

Selvom Ulvestad sagde, at forskere stadig er usikre på, hvordan materialet heler, det involverer sandsynligvis forholdet mellem materialets overflade og dets indre forklarede han.

Ved bedre at forstå, hvordan materialet heler, Ulvestad og hans kolleger håber at skræddersy dislokationerne for at forbedre materielle egenskaber. "Dislokationer er ikke nødvendigvis dårlige, men vi vil kontrollere, hvordan de dannes, og hvordan de kan fjernes, " han sagde.

Studiet, med titlen "Selvhelbredelse af defekter forårsaget af hydridfasetransformationen i palladium-nanopartikler, "dukkede op 9. november i Naturkommunikation .