3月2日看到雙金屬納米粒子的表面之下

納米粒子在許多學科中都很重要，因為與它們的體積相比，它們的高表面積賦予了它們有趣的特性。因此，繼續開發納米顆粒的分析方法至關重要。大阪大學的研究人員報告了一種實時表征特定類型金屬納米顆粒形成的方法。他們的發現發表在《物理評論B》上。

核殼納米粒子構成了一種封裝在另一種材料中的材料，并提供了僅使用一種材料無法獲得的特性。

當材料是金屬并且一種沉積在另一種之上時，金屬的某些特征——例如原子大小和表面能——意味著它們應該以特定金屬作為殼來組織。然而，在實踐中，結果并不總是預期的，并且可能會根據實驗程序而改變。

分析核殼納米材料的方法通常在合成后應用，幾乎無法深入了解形成過程中發生的情況。因此，研究人員開發了一種技術，使他們能夠在室溫下實時跟蹤金屬沉積和重組。

“我們的技術基于這樣一種想法，即如果表面能較高的金屬形成殼，粒子的表面積希望最小化，因此它會收緊球體，”第一作者NobutomoNakamura解釋說。“但是，如果金屬相互擴散，核殼顆粒的結構會更加分散。因此，我們使用壓電諧振器跟蹤了顆粒形狀的差異。”

形狀變化之后是在基板上非常靠近地生長納米顆粒，然后通過電阻監測顆粒間的距離。

如果由諧振器激發的電場導致電子在間隔開的粒子之間移動，則電阻很高，因為流動被間隙中斷。但是，如果顆粒擴散并接觸，形成一條連續的路徑，那么電阻就會降低。然后使用這些信息來解釋粒子內部發生的事情。

該系統用于研究兩種金屬的三種不同組合，以兩種順序沉積。結果發現，沉積可以實時跟蹤，金沉積后鈀顯著導致相互擴散，形成結構與沉積順序相反的核殼顆粒。

通過分子動力學模擬獲得的Pd/Au納米粒子的內部結構。圖片來源：NobutomoNakamura等人。

“我們的技術為微調雙金屬核殼納米粒子的制備提供了機會，”Nakamura副教授說。“這種控制有望導致納米材料的定制設計，用于氫傳感和可持續處理等應用。”

文章“雙金屬核殼納米粒子的重組：實時觀察”發表在PhysicalReviewB上。