Forskning afslører flydende guld på nanoskalaen

Forskningen offentliggjort i Naturkommunikation satte sig for at besvare et simpelt spørgsmål - hvordan smelter nanopartikler? Selvom dette spørgsmål har været et fokus for forskere i det sidste århundrede, det er stadig et åbent problem - indledende teoretiske modeller, der beskriver smeltedato fra omkring 100 år, og selv de mest relevante modeller er omkring 50 år gamle.

Professor Richard Palmer, der ledede teamet baseret på University's Engineering College sagde om forskningen:"Selvom smelteadfærd var kendt for at ændre sig på nanoskalaen, den måde, hvorpå nanopartikler smelter, var et åbent spørgsmål. I betragtning af at de teoretiske modeller nu er ret gamle, der var en klar sag for os at udføre vores nye billeddannelseseksperimenter for at se, om vi kunne teste og forbedre disse teoretiske modeller. "

Forskergruppen brugte guld i deres eksperimenter, da det fungerer som et modelsystem for ædle og andre metaller. Holdet nåede frem til deres resultater ved at afbilde guldnanopartikler, med diametre fra 2 til 5 nanometer, via aberrationskorrigeret scanningstransmissionselektronmikroskop. Deres observationer blev senere understøttet af store kvantemekaniske simuleringer.

Professor Palmer sagde:"Vi var i stand til at bevise afhængigheden af ​​nanopartiklernes smeltepunkt på deres størrelse og for første gang direkte se dannelsen af ​​en flydende skal omkring en fast kerne i nanopartiklerne over et bredt område med forhøjede temperaturer, faktisk i hundredvis af grader.

"Dette hjælper os med at beskrive nøjagtigt, hvordan nanopartikler smelter og forudsige deres adfærd ved forhøjede temperaturer. Dette er et videnskabeligt gennembrud på et felt, vi alle kan forholde os til - smeltning - og vil også hjælpe dem, der producerer nanotekniske enheder til en række praktiske og daglige anvendelser, herunder medicin, katalyse og elektronik. "