五种金属构造出性能更优异的纳米晶体
创始人
2026-05-11 09:06:19
0

美国斯坦福大学与韩国科学技术院科学家,构建出一种包含五种不同金属的纳米晶体,他们发现金属种类越多,颗粒反而越均匀。这一发现开启了纳米材料制备的新篇章,并有望直接影响氢能的未来。相关论文发表于近日出版的《科学》杂志。

纳米晶体由几个到几千个原子精确有序排列而成,广泛用于计算机和智能手机的晶体管、显示屏等产品内。其“娇小”体型带来巨大的表面积与体积比,使之成为性能优异的催化剂。

此次团队尝试超越简单的单金属纳米晶体,挑战五种金属的混合构建的纳米晶体。但这绝非易事,因为每种金属的行为不同,还原为纯金属的速度和温度也各不相同。

团队选择以钌这种珍贵且高活性的金属为起点,再加入四种更便宜、更丰富的材料:铁、钴、镍和铜。人们普遍认为,金属越多,局面越混乱。事实起初确实如此:两种金属与钌结合时,一片混乱,添入第三种也无济于事。但当金属种类增加到五种,混乱消失了。在31种可能的产品组合中,出现了一种单一均匀的五金属纳米晶体,所有元素颗粒都保持稳定的比例。

铜是破解这场“混乱到有序”之谜的关键。四种廉价金属中,铜最“贵”,最易被还原成金属。它率先沉积于钌种子颗粒上,却并不与钌混合,而是与之并排,形成一个异二聚体,充当稳定的支架。随后,该铜钌结构发出化学“邀请”:钴亲近钌,镍亲近铜。最难还原的铁最后包裹在外,长成一个洋葱状的颗粒,其核心是钌,旁边立着铜,钴镍组成中间壳层,最外层则富含铁。而且,整个过程自发形成。

除合成突破外,团队还证明,在日益重要的氨分解反应中,该五金属纳米晶体的表现远超单一金属。

氢气难储运,可与氮气化合成氨,便于液化运输;到目的地后,再将氨分解为氢气和氮气。但分解通常需要超过600℃的高温,对催化剂是极大挑战。测试显示,该五金属纳米晶体催化剂的反应速率比标准钌催化剂高出4倍。而且,即使在900℃下连续工作12小时,该催化剂依然性能不减,而单金属钌催化剂此时早已显著老化。(记者刘霞)

相关内容

热门资讯

《中华优秀传统文化主题教学丛书... 中国教育新闻网讯(记者 彭诗韵)4月29日,由中国大百科全书出版社与清华大学附属小学联合主办的《中华...
“国际法商融合人才实验班”第一... 央广网北京5月8日消息(记者 朱冠安)近日,“国际法商融合人才实验班”首门课程“人工智能产业实践与法...
致家长关于学生乘坐正规校车安全... 尊敬的家长朋友们: 您好! 近期,学校发现个别学生乘坐无合法运营资质的车辆(俗称“黑车”)上下学,此...
扎根祖国大地 深耕科技前沿 原标题:扎根祖国大地 深耕科技前沿罗盘、放大镜、地质锤……近日,在西南交通大学川藏铁路建设博士服务团...
五种金属构造出性能更优异的纳米... 美国斯坦福大学与韩国科学技术院科学家,构建出一种包含五种不同金属的纳米晶体,他们发现金属种类越多,颗...
气候变化悄然改变白面卷尾猴世界 在科学界,有些答案需要漫长等待才能揭晓。哥斯达黎加最后一片热带干旱森林中,白面卷尾猴的社会,正经历着...
重磅!未来3年,全国将建首批中... 未来3年,全国将建设首批中小学科技教育实验区和实验校,辐射带动中小学科技教育水平整体提升。教育部近日...
2026年职业教育活动周启动 原标题:2026年职业教育活动周启动10日,教育部等九部门在广东珠海启动2026年职业教育活动周,今...
这种单晶二维材料薄成“纳米级保... 原标题:这种单晶二维材料薄成“纳米级保鲜膜”如果未来的手机能像纸一样卷起来塞进钱包,那芯片里悄然发生...
中大综评5对1面试怎么练?真题... 核心摘要: 高压考场:中山大学综评独树一帜的“5对1”群殴式面试,不仅带来格外恐怖的视觉压迫感,其核...
郑州大学2026年新增4个本科... 选对专业,就握住了未来发展的金钥匙。高校专业布局如何紧跟前沿风口,为学子铺就多元成才路? 5月9日,...
教育部支持高校辅导员等读AI博... 来源:滚动播报 (来源:千龙网) 教育部近日启动2026年高校思想政治工作骨干在职攻读博士学位专项计...
中标价85万设备网购仅300元... 人民网北京9月7日电 (记者孙竞)6日晚,重庆市教育委员会官网发布《关于重庆三峡学院防火墙及DNS ...
计划招录1294人!国考补录今... 据国家公务员局消息,中央机关及其直属机构2026年度补充录用公务员报名即将开始,报考者可于5月8日8...
聚焦数学区域 共研环境育人 (来源:新安晚报) 转自:新安晚报 近日,合肥市大西门幼儿园教育集团在党支部书记、总园长孙兰兰的带领...
家长速看!凯里孩子入学登记最新... 凯里市2026年城区 义务教育阶段招生入学登记通告 广大家长: 为保障适龄儿童少年接受义务教育合法权...
2026年上半年中小学教师资格... 2026年上半年中小学教师资格考试(面试)将于5月16日、17日举行,为帮助广大考生顺利、安全参加考...
提升思政课教师数智能力 提升思政课教师数智能力,根本目的是增强思政课的吸引力、实效性和覆盖面,更好地把新时代党的创新理论成果...
北京市属高校首个书院将新增六个... 市属高校建设的首个书院——北京信息科技大学张家口校区天枢书院揭牌将满一年,新增的电子信息工程、计算机...
兵团多措并举推动校园美育工作提... 日前,兵团第二中学举办“匠心筑梦·美育润心”非遗进校园系列活动,非物质文化遗产结绳技艺代表性传承人李...