澳大利亚和新西兰的研究人员培育出了与雪花“惊人相似”的金属晶体。和冰晶一样,这些金属薄片呈现出引人注目且多样的对称图案。了解如何控制这些材料的结构可以帮助研究人员开发出具有特殊物理性质的新型纳米材料。

雪花以其迷人的六边形图案而闻名。这些有序的结构形成了由于六边形的方式水分子在不断增长的冰晶格上排列。

纳米级雪花从镓溶剂

来源:©Waipapa Taumata Rau/奥克兰大学

这种金属雪花是在镓溶剂中生长的

一个由皇家墨尔本理工学院领导的团队托本Daeneke新南威尔士大学Kourosh Kalantar-Zadeh和奥克兰大学的尼古拉·加斯顿现在已经在冶金系统中模仿了这个自然过程。他们开始从液态金属镓溶剂中生产锌晶体。实验随后扩展到其他金属溶质,包括锡、铋、银、锰、镍、铜、铂,以及锰和铝的组合。

像雪花一样,金属薄片能够形成不同类型的结构,包括树突、平板、分形、棱镜和针状。

研究人员能够证明,晶体核的晶格结构及其与镓溶剂的相互作用是决定最终薄片形状的关键。加斯顿对奥克兰大学的研究人员说:“我们了解到,液态镓的结构非常重要。网站.“这很新奇,因为我们通常认为液体没有结构,或者只是随机结构。”

加斯顿补充说:“与自上而下通过切割材料形成纳米结构的方法不同,这种自下而上的方法依赖于原子的自组装。”“这就是大自然制造纳米颗粒的方式,与自上而下的方法相比,这种方法浪费更少,也更精确。”