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美国莱斯大学发现金属镁在等离子方面的应用

文章来源于: 2018-06-16   
        美国莱斯大学的研究人员合成并分离了等离子镁纳米颗粒,这些纳米颗粒展示了金、银和铝的优点。材料科学家林格在实验室生成了这些粒子来测试其发射等离子的能力,当受外界能量触发时,这种幽灵般的电子带会在某些金属表面产生涟漪。
  这项研究发表在美国化学学会期刊《纳米快报》上。等离子体材料价值很大,可以集中光线并在纳米尺度上挤压其力量,这充分利用了化学和生物传感器的特性。也可用作光催化剂和医疗领域,例如,可以瞄准癌细胞,在触发后释放热量。
  但黄金和白银价格昂贵,而铝的内在特性导致它在紫外线范围内是一种很好的等离子,但在红外线的可见光和差的光谱范围内都不理想。这些限制为林格在实验室对含量丰富的镁的调查奠定了基础。镁可以在红外线、可见光和紫外线范围内产生共振。人们一直在谈论这件事,但没有人真正制造和研究镁单晶的光学特性。
  实验室试图制造镁结构的尝试都挺难的,并且产生了结晶性差的纳米颗粒。因此,林格、英国剑桥大学的比金斯和莱斯大学的Sadegh Yazdi在化学领域发挥其特长,综合光谱学和理论方面的才能合成液体中的纳米晶体,并使用莱斯大学电子显微镜进行分析。制造出来的是纳米级晶体,完美地展示了其底层晶格的六角形特性。这给了我们一个启示:在纳米尺度下使用的所有金属,包括金、银和铝都是面心立方材料,现在可以制造立方体、棒材以及具有底层结构对称性的材料。
  镁有六角形栅格,原子的堆积方式不同,可以制造出无法用面心立方金属制造的形状。我们对这种可能性感到非常兴奋,这意味着我们可以制造出新的形状——或者至少是非典型的纳米形状,而新的形状意味着新的属性。
  试验证明这些颗粒出乎意料的坚韧。实验室开始时将镁前体与锂和萘混合,形成自由基,可将有机镁前体还原成金属镁。得到的颗粒尺寸在100~300纳米之间,厚度在30~60纳米之间的六角形板。
  与大块镁一样,镁周围形成了一层自限氧化层,可以在不改变材料等离子特性的情况下保护其免受进一步氧化。这有助于保持颗粒的特征和形状,在合成3个月后仍保持稳定,并可在空气中保持几个星期。其空气稳定性非常好。一开始,采取了尽可能多的预防措施,每次转移样品都使用手套箱,一天,我们决定将样品留在空气中,两周后测试,结果还是一样。
  下一步工作是增强结合分子的粒子,这有助于改变其形状,同时调整其等离子响应。关键的一点是这将成为等离子工具箱中的一种工具,可以做其他金属无法做到的事情,而且比其他金属便宜,可以在整个光谱范围内产生共振,在烧杯中就可制成。
 来源: 中国有色金属报
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