Nyt stof kan dannes i den orienterede vedhæftningsproces med krystalvækst, undersøgelse afslører

Kinesiske forskere har afsløret, at et nyt stof kan dannes under den orienterede vedhæftning (OA) proces med krystalvækst, som kan kaste nyt lys over den mikroskopiske mekanisme for krystalvækst.

Forskningen blev udført af forskere fra Institute of Solid State Physics (ISSP) under Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences og andre samarbejdsinstitutioner. Det blev offentliggjort i Stof den 29. maj.

Krystallisering, en meget velkendt fysisk proces, forekommer både naturligt og kunstigt. De resulterende produkter - krystaller - spiller en vigtig rolle i moderne videnskab og teknologi. For eksempel, enkelte siliciumkrystaller spiller en central rolle i halvlederindustrien; ikke -lineære optiske krystaller - f.eks. β-BaB ₂ O ₄ (BBO) - er uundværlige i moderne laserteknologi og eksperimenter med kvanteoptik; og enkeltkrystallinske prøver af høj kvalitet er normalt en forudsætning for eksperimentelle målinger og undersøgelser af nye kvanteeffekter. Derfor, forskning om krystalvækst er altid i fokus.

Orienteret vedhæftet fil (OA) er et begreb, der ikke kan ignoreres, når det kommer til krystalvækst (se Baggrundsinformation). OA menes almindeligvis at være en fysisk proces, hvor nanokrystaller flugter i bestemte retninger for at danne større enkeltkrystaller ved grænsefladesmeltning (figur 1a og 1b). På grund af denne proces, de resulterende krystaller besidder både bestanddele og fasestrukturer, der er identiske med dem i forløber -nanopartiklerne.

Men er det muligt, at der dannes et nyt stof gennem OA -processen?

For at besvare dette spørgsmål, Kinesiske forskere gennemførte en række eksperimenter, og deres resultater gav et positivt svar.

Ved at tilføje NaHCO ₃ til Y ₂ (CO ₃ ) ₃ · 2H ₂ O nanopartikelsuspensioner i et vandigt miljø, forskerne opnåede enkelte krystallinske ark identificeret som NaY (CO ₃ ) ₂ · 6H ₂ O. Et lignende produkt ((NH ₄ ) Y (CO ₃ ) ₂ · H ₂ O) blev opnået ved tilsætning af (NH ₄ ) HCO ₃ til suspensionen.

Produkternes morfologi og atomstrukturer blev karakteriseret ved anvendelse af topmoderne eksperimentelle metoder. Kombineret med teoretiske beregninger, forskerne fremlagde overbevisende beviser for, at mekanismen, der styrer synteseprocessen, er en ny type OA (fig. 1c). Forskerne har navngivet mekanismen "Chemical Reaction-Oriented Attachment" (CROA).

"Vi mener, at opdagelsen af ​​CROA vil bane en ny måde for syntesen af ​​nye funktionelle materialer, og uddybe forståelsen af ​​mekanismen for naturlig mineraldannelse, "sagde Qin Xiaoying, den tilsvarende forfatter til værket fra ISSP.