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

 

Год Лошади
Год Лошади

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
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/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

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.

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!



 
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.