让它雪在液体金属|弧卓越中心在未来的低能电子技术

晶体生长在液态金属溶剂显示复杂的、对称的金属结构雪花有惊人的相似之处…加上潜在的应用在催化材料从有机生产氢燃料。

液态金属是神秘的金属溶剂。

新UNSW-led金属晶体生长研究液态金属溶剂发现异同液态金属溶剂和更熟悉的晶体生长的环境(例如水或大气中)雪花或晶体的溶解物质形式。

我们可以溶解大量的糖水在高温下。但随着水(溶剂)冷却,它就变成了过饱和的糖能溶解越来越少,因此,过量的糖量不能保持溶解在溶剂晶体——首先是众多小微晶,然后这些糖晶体随时间增长越来越大。

不同形状的锌晶体生长取决于时间和锌浓度增长

这项新的研究表明,一个类似的晶体形成的现象也出现在液态金属溶剂,虽然有显著差异。

液态金属可以直接溶解许多金属元素。和与溶解在水里一样,这些溶质元素的过多使小晶体内部的液态金属溶剂。然后他们成长为更大的晶体,在水中就像冰糖。

然而,有一个重要区别水和液体金属:液态金属与金属表面的晶体强烈形成优先发展方向,因此特殊的晶体形状,这样的互动是专门由金属溶剂和溶质的性质。

这些金属的相互作用,在比较与其他交互发生在水里。

在液态金属中,我们可以形成金属晶体的不同的形式和形状。我们甚至可以溶解许多金属元素类型在同一时间。

简帛唐博士教授(左)和Kourosh Kalantar-zadeh在新南威尔士大学

挑战之一是高表面张力的液体金属。很容易使金属晶体内液态金属,但其高表面张力很难出来。这项新研究表明,通过应用电压这一问题可以降低表面张力,和合成的晶体可以被完整的液态金属的溶剂。

“有一个比喻来“变形金刚”电影中的人物,”第一作者简帛唐(新南威尔士大学)博士说。

”在电影中,所有的生物都是由金属地球上他们的母亲”,塞伯坦传奇”一切也用金属做的。所以这个星球上的主要溶剂应该也是一个液态金属,而不是水。”

科学家们被外表的晶体。

“我们展示了美丽的雪花金属不同的晶体结构可以在液体金属,”教授说通讯作者Kourosh Kalantar-zadeh。“这些金属实体之间的形态和增长的相似性和天然雪花是惊人的,”说Kourosh(新南威尔士大学,现在悉尼大学)。

在自然界中,雪花成长为有趣,多样化,对称six-branched形状。在液态金属溶剂,当锌溶解在液体镓明朗化了,由此产生的锌晶体显示高结构多样性和对称性,和雪花惊人的相似。

战略提供了一般的路线来创建高度结晶,shape-controlled金属从液态金属溶剂或多金属精细结构。在未来的工作中,团队将继续面向应用的金属晶体的合成及其结构微调。

液态金属合成溶剂金属晶体在2022年12月8日发表在《科学》杂志上。(DOI: 10.1126 / science.abm2731)

工作代表一个舰队悉尼新南威尔士大学的研究人员之间的协作与同事在阿奴和RMIT,和合作伙伴组织MacDiarmid研究所(新西兰)。

以及资金的澳大利亚研究理事会作者承认皇家学会Te Apārangi马斯登基金(新西兰),新西兰eScience基础设施(内西)高性能计算设备和新南威尔士大学批微CT成像设备。

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