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科学家发现具有特殊化学成分的纳米粒子

2019-07-04 14:36:32 • 来源：

来自俄罗斯和中国的科学家发现了许多新的和意想不到的纳米粒子，并找到了一种控制其成分和性质的方法 - 这些发现突破了纳米粒子的使用。他们的研究结果发表在Physical Chemistry Chemical Physics上。

科学家发现具有特殊化学成分的纳米粒子

在化学组成和性质方面，诸如纳米颗粒的微物体可以与宏观物体(晶体，玻璃)不同。纳米技术所依赖的两个支柱是由相同材料但具有不同尺寸的纳米颗粒表现出的广泛多样性，以及控制其性质的能力。然而，纳米粒子的结构和组成的实验和理论研究都带来了重大困难。

使用由Skoltech和MIPT教授Artem R. Oganov开发的USPEX进化算法，来自中国和俄罗斯的科学家研究了各种纳米粒子组合物，特别是研究了两类催化必需的纳米粒子：铁 - 氧和铈 - 氧。他们发现，显示出增强稳定性的所谓“神奇纳米粒子”可具有意想不到的化学组成，例如Fe 6 O 4，Fe 2 O 6，Fe 4 O 14，Ce 5 O 6和Ce 3 O 12。富氧纳米颗粒，如Fe 4 O 14，在正常条件下稳定，可以解释氧化物纳米粒子的致癌性。科学家通过改变氧气的温度或分压来定量研究组合物的变化。

“稳定的纳米团簇在正常条件下可能具有奇怪的和意想不到的化学成分(例如，Si 4 O 18或Ce 3 O 12)，而对于晶体，这通常可以在极端条件下发现，例如高压，”Xiaohu Yu说，这项工作的第一作者，陕西理工大学副教授，MIPT Oganov实验室前成员。

“纳米颗粒具有几乎相同的脊，稳定岛和不稳定性的海域的事实原子核际，在这项研究中一个惊喜。原子核和纳米颗粒都可以被描述为两种类型的颗粒的集群，例如在我们的例子中是铁和氧，或者在原子核的情况下是质子和中子。如果你绘制一张地图并绘制沿其轴的簇中每种原子的数量，你会看到大多数稳定的簇形成狭窄的稳定脊。从化学的角度来看，你也会发现很稳定的岛屿。可以想象稳定的纳米粒子作为水晶生长的基本组成部分 - 自从我上学以来，我一直很激动这个话题。至于稳定的岛屿，他们研究的重要贡献者是我们着名的学者Flerov和Oganesyan，我曾梦想在我小时候工作，“Oganov说。

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