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

 

Крыло бабочки
Крыло бабочки

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
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.