實驗室培育的微小的金屬雪花揭示了納米級的精細結構製造法
新西蘭和澳大利亞的研究人員已經培育出微小的金屬雪花、立方體、棒狀物和其他形狀。這些納米晶體像雪一樣從液態金屬中形成,展示了一種耐人尋味的製造納米級結構的新潛在方法。研究小組使用鎵進行了一系列實驗,鎵是一種熔點略低於30℃(86°F)的液態金屬,這意味著夏日的溫度,甚至只是把它拿在手裡就足以使它液化。
研究人員通過將鎵與其他金屬如鋅、鎳、銅、錫、鉑、鉍、銀和鋁混合製成合金,並觀察所形成的晶體的動態變化。

這些金屬在高溫下被混合,因此都可以是液態的,然後合金被冷卻到次要金屬成為固體,而鎵仍然是液體的狀況。這導致固體金屬從液態鎵中析出,並根據金屬的不同而結晶成一系列不同的形狀。這包括立方體、棒狀、八面體、六角形和矩形。
但是鋅的行為是最奇怪的,它形成了類似於雪花的分形結構。經過仔細檢查,研究人員發現,鎵和不同金屬之間的特定原子相互作用導致了各種晶體形狀的形成。以鋅為例,每個原子都被六個相鄰的原子所包圍,其形態類似於雪花。
儘管看上去可能很酷,但這並不只是為了製造小小的金屬雪花,該團隊表示,該技術可用於製造不同形狀的納米顆粒,以用於電子或材料製造。
該研究的作者Nicola Gaston教授說:”與自上而下形成納米結構的方法(通過切割材料)相比,這種自下而上的方法依賴於原子的自我組裝。這就是自然界製造納米顆粒的方式,與自上而下的方法相比,它既不浪費也更精確。創造一個金屬雪花也是非常酷的事情!”
這項研究發表在《科學》雜誌上。