Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
(а) Общий вид нанопипетки, изготовленной из Ge;
(б) Рабочий объем пипетки, заполненный расплавом Au-Ge;
(в-г) Формирование капли на кончике нанопипетки.
Образование граней на поверхности жидкой капли.
Получившийся нанокристалл.

Нанокапли открывают тайны кристаллизации

Ключевые слова:  кристаллизация, нанотехнология, периодика, фазовый переход

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

16 апреля 2007

Исследователи Peter Sutter и Eli Sutter, используя нанопипетку, смогли изучить процесс застывания нанокапли расплава Au72Ge28, и их наблюдения могут существенно изменить сложившиеся представления о кристаллизации веществ.

Плавление и кристаллизация – это фундаментальные процессы (фазовые переходы первого рода), при которых жидкое, не обладающее дальним порядком состояние вещества меняется на упорядоченное твердое. При охлаждении жидкой капли движение атомов в ней постепенно замедляется, пока в какой-то момент не сформируется твердое тело. Для образования новой фазы необходимы центры кристаллизации, которые растут и превращаются в кристаллы. Такие зародыши могут образовываться на поверхности посторонних включений (гетерогенное зародышеобразование) или в объеме начальной жидкой фазы (гомогенное). Во втором случае кристаллизация значительно затруднена.

Изучение гомогенной кристаллизации осуществить довольно непросто, т.к. нелегко устранить влияние границ между жидкой и твердой фазами (например, жидкостью и стенками сосуда). Поэтому исследователи проводили свои эксперименты на свободно висящих нанокаплях расплава, получаемых при помощи нанопипетки. Капли удерживались силами поверхностного натяжения. Наблюдение процесса осуществлялось при помощи электронного микроскопа.

Вопреки ожиданиям, оказалось, что в объеме капли не начинается спонтанное образование твердых зародышей, приводящее к затвердеванию. Вместо этого происходит огранка поверхности жидкой капли, вызывающая дальнейшую кристаллизацию в объеме.

При переохлаждении капли до 305 градусов Цельсия на ее поверхности стали формироваться плоские грани, которые постоянно образовывались и исчезали. Этот процесс мог продолжаться бесконечно, но быстро останавливался, если температура хоть немного понижалась. При этом форма кристалла полностью повторяла форму капли непосредственно перед застыванием.

Таким образом, впервые такое свойство кристаллов как огранка наблюдалось у капли в тонкой приповерхностной области, в то время как ее объем оставался жидким. Это явление противоречит классической теории нуклеации (зародышеобразования), постулирующей образование зародышей твердой фазы в объеме жидкости. По крайней мере, для нанокапель такое предположение не соблюдается.

Работа «Dispensing and surface-induced crystallization of zeptolitre liquid_metal-alloy_drops» является основой для более глубокого понимания процессов кристаллизации.


Источник: Nanowerk, Nature



Комментарии
Соколов Петр Сергеевич, 16 апреля 2007 18:35 
Изучение, пониманиеи переосмысление Процессов приповерхностного плавления и кристаллизации в наноразмерном состоянии это оцень актуально и своевременно, я считаю, их in situ наблюдения, маленький, но важный шажок в этом направлении.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

А нам уже годик!
А нам уже годик!

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019. Тезисы доклада Быкова В.А.

Пять медалей завоевали российские школьники на Международной физической олимпиаде
Стали известны итоги 50-й Международной физической олимпиады для школьников, которая проходила в Тель-Авиве (Израиль). Российская сборная завоевала в состязаниях 4 золотые и одну серебряную медаль.

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.