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研究人员|纳米颗粒“自下而上”造出超硬金属

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纳米颗粒“自下而上”造出超硬金属
比自然生成金属硬四倍

研究人员|纳米颗粒“自下而上”造出超硬金属
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由纳米颗粒制造的金硬币 。
图片来源：New Atlas网站
科技日报北京1月26日电（采访人员冯卫东）据最新一期《化学》杂志报道 ， 美国布朗大学研究人员开发出一种粉碎单个金属纳米团簇的方法 ， 与传统的硬化技术完全不同 ， 可使形成的金属的硬度比天然结构金属高出4倍 。
材料的硬度一般是指其在受力或压力下 ， 抗刮擦或弯曲变形的性能 。 对于金属而言 ， 其硬度通常取决于组成它的微小颗粒的大小 ， 颗粒越小 ， 金属越硬 。
研究人员指出 ， 锤击和其他硬化方法都是改变颗粒结构的“自上而下”的方法 ， 很难控制最终的颗粒尺寸 。 新方法则是“自下而上”：首先通过化学处理创建出纳米颗粒材料 ， 然后在中等压力下将这些纳米颗粒融合在一起 ， 由此制造的金属具有均匀的颗粒尺寸 ， 可对其进行精确调整以增强性能 。
金属表面通常被称为“配体”的有机分子覆盖 ， 会阻止金属颗粒牢固地结合 。 研究人员开发了一种化学处理方法 ， 可以去除这些配体 ， 从而使金属纳米颗粒在压力烧结过程中可以自由地融合在一起 。
研究人员使用这种方法 ， 用金、银和钯等不同金属的纳米颗粒制成了粗糙的“硬币” 。 经过测试 ， 证明它们比天然结构要坚硬得多 ， 金币的坚硬程度高达原来的4倍 。 研究人员还发现 ， 利用该技术制成的新金属硬币 ， 具有与标准金属几乎相同的导电性和光反射率 ， 但是它们的光学性能发生了巨大变化 。
【研究人员|纳米颗粒“自下而上”造出超硬金属】在另一项测试中 ， 研究人员使用新技术制成了金属玻璃 。 就像人们更熟悉的眼镜一样 ， 这些材料具有无定形的晶体结构 ， 使它们更容易成型 ， 并且比常规金属更坚固 。
目前 ， 研究人员已为该技术申请了专利 ， 正在寻求将其商业化 。 由于化学处理相对容易 ， 他们相信利用该技术的生产工艺在制造超硬涂层、电极或其他金属部件上具有巨大的潜力 。
总编辑圈点
纳米颗粒在手 ， 金属硬币我有 。 科研人员通过特殊方法 ， 去掉阻止金属颗粒结合的阻力 ， 把金属颗粒的融合变成了搭积木 。 不需要费大力气 ， 就能把它们融在一起 。 这样的金属颗粒尺寸均匀 ， 可方便地进行有针对性的微调 。 纳米颗粒制成的厘米级硬币硬度更高 ， 其他性能又与标准金属类似 ， 有在工业上大规模应用的潜力 。 这次 ， 科研人员就制成了单一金属成分的玻璃 。 不过 ， 目前来讲金属硬币还只是实验室产品 ， 要推向市场 ， 还需要跨过重重障碍 。

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