2021年2月18日
当材料达到欧洲杯足球竞彩极小尺度大小,奇怪的事情开始发生。其中的一个现象就是mesocrystals的形成。
尽管是单独的个体组成的晶体,mesocrystals形成一个更大的融合结构,表现得像一个纯粹的,单晶。然而,这些过程发生在尺度太小了对人类的眼睛看到和他们的创造是非常具有挑战性的观察。
因为这些挑战,科学家们无法确认如何mesocrystals形式。
现在新的研究由太平洋西北国家实验室(PNNL)领导的研究小组利用先进的透射电子显微镜(TEM)技术实时看到mesocrystals形式的解决方案。他们看到有悖于传统智慧和见解有一天帮助科学家设计材料储能和了解土壤中矿物质形式。欧洲杯足球竞彩
而不是单个晶体成核,开始晶体形成的步骤,然后随机聚合成mesocrystals无关的两个步骤,研究人员观察到,成核和附件紧密耦合在形成这些高度统一的结构。研究人员报告他们的工作在2月18日,2021年自然。
“我们的研究结果确定一个重要的新途径的结晶粒子对mesocrystal形成依恋和解决关键问题,“朱说,太平洋西北国家实验室和华盛顿大学的材料科学家国民。欧洲杯足球竞彩他领导的研究小组的一部分吉姆•德Yoreo PNNL材料科学家和西北联合研究所材料物理,化学,和技术。欧洲杯足球竞彩“我们怀疑这是一个普遍现象也产生了重大影响的设计纳米材料的合成和理解自然矿化,”朱说。欧洲杯足球竞彩
实时看到结晶
这个项目需要多年来执行,需要巨额的解决问题。显微镜实验的科学团队选择了一个模型系统,包括赤铁矿、铁化合物通常存在于地壳,草酸,自然土壤中丰富的化合物。
他们原位可视化流程使用TEM,使研究人员能够看到结晶纳米尺度,因为它发生了。他们把这种实时方法与“freeze-and-look”TEM,使他们能够按照单个晶体生长不同时期。理论计算了完整的图片,让太平洋西北国家实验室团队拼凑mesocrystals如何做了。
研究人员通常运行大多数原位透射电镜实验在室温下简化实验装置,减少潜在的破坏敏感的仪器,但是mesocrystal快速形成足够的观察发生在80°C。
“额外的设备用来加热样品实验极大2020欧洲杯下注官网的挑战,但我们知道数据会理解mesocrystals是如何形成的关键,”朱说。
一旦加热,新赤铁矿纳米晶体使其容易快速连接在一起,平均而言,这导致最后mesocrystals大约相同的大小和形状。
Mesocrystals本质上
化学关键这种快速、可靠的附件是草酸分子出现在解决方案。草酸后最初几个小晶体形式,添加剂帮助创建一个界面化学梯度的液体和晶体生长。更多的化学成分所必需的粒子成核晶体附近徘徊,大幅增加新粒子的可能性将形成现有的附近。欧洲杯猜球平台
虽然这在控制条件下观察晶体生长途径在非常小的尺度上,它也可能发生在自然系统,根据研究人员。一些矿藏,包括一名澳大利亚赤铁矿矿床,包含mesocrystals。鉴于草酸的天然丰度和太平洋西北国家实验室团队的观察,赤铁矿可以成为mesocrystals在温度低至40°C,这似乎是可信的路线发生在自然形成。
因为mesocrystals在自然界发现的,研究结果可用于理解环境中的养分循环,在其他应用程序中。此外,创建近似统一的路线复杂的结构需要一个理解方法等形成的材料是如何工作的以及如何控制它们。欧洲杯足球竞彩因此这项工作,由美国能源部,办公室,办公室基本能源科学,化学科学,地球科学,生物科学,打开新的可能性故意创建mesocrystals或mes欧洲杯线上买球ocrystal-like材料。欧洲杯足球竞彩
高分辨率成像和模拟进行EMSL,环境和分子科学实验室,美国能源部科学办公室用户设施位于太平洋西北国家实验室。欧洲杯线上买球除了朱和De Yoreo这项工作特性来自太平洋西北国家实验室研究人员Maria Sushko约翰•洛林,本杰明·莱格苗歌,Jennifer Soltis发源地黄并且和凯文·罗索。
太平洋西北国家实验室利用签名功能化学、地球科学和数据分析,推进科学发现和创造解决国家的艰难挑战能源弹性和国家安全。欧洲杯线上买球太平洋西北国家实验室成立于1965年,是由巴特尔为美国能源部科学办公室。欧洲杯线上买球美国能源部科学办公室是物理科学基欧洲杯线上买球础研究的最大支持者在美国和正在努力解决一些最紧迫的挑战我们的时间。欲了解更多信息,请访问太平洋西北国家实验室的新闻中心。跟我们在Facebook, LinkedIn, Twitter和Instagram。
来源:http://www.pnnl.gov