中新社烏魯木齊3月2日電 (記者 孫亭文)記者2日從中科院新疆理化技術(shù)研究所獲悉，該所科研人員首次在實(shí)驗(yàn)上觀察到金屬納米液滴的成核過(guò)程，證實(shí)納米液滴的成核過(guò)程遠(yuǎn)比經(jīng)典成核過(guò)程復(fù)雜，相關(guān)研究結(jié)果于近期發(fā)表在《ACS Nano》上。
納米材料的成核、生長(zhǎng)是材料和化學(xué)科學(xué)研究的一個(gè)基本過(guò)程，該過(guò)程能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)具有新穎和重要性能的材料提供理論指導(dǎo)。在原子尺度觀察納米材料的成核、生長(zhǎng)微觀動(dòng)力學(xué)過(guò)程則是認(rèn)識(shí)納米材料生長(zhǎng)機(jī)制關(guān)鍵，但在實(shí)驗(yàn)上很難實(shí)現(xiàn)在納米材料生長(zhǎng)的同時(shí)對(duì)其生長(zhǎng)微觀動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行全面和詳細(xì)記錄。
相對(duì)于固態(tài)納米粒子，納米液滴的生長(zhǎng)微觀動(dòng)力學(xué)研究更是缺乏，盡管其生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)化學(xué)、環(huán)境和生命科學(xué)研究有重要的意義。在納米液滴生長(zhǎng)研究方面，美國(guó)科學(xué)家吉布斯(Gibbs)在130年前提出的經(jīng)典成核理論一直被廣泛接受，但對(duì)于納米液滴的生長(zhǎng)微觀動(dòng)力學(xué)過(guò)程目前仍缺少直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
據(jù)悉，中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所環(huán)境科學(xué)與技術(shù)研究室科研人員在前期研究中，利用光化學(xué)還原法實(shí)現(xiàn)在氧化物SrBi2Ta2O9基底上原位生長(zhǎng)金屬Bi納米粒子。研究發(fā)現(xiàn)，在電子束激發(fā)下被還原的Bi原子首先在固體表面生成一層單原子層厚的膜，然后形成納米簇，再聚集成納米液膜，最后通過(guò)Stranski-Krastanov生長(zhǎng)模型將液膜轉(zhuǎn)化成液滴完成成核過(guò)程。
此項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院創(chuàng)新國(guó)際團(tuán)隊(duì)、中科院“西部之光”、新疆杰出青年基金等項(xiàng)目資助。(完)