De TEM EDS-mapping van de voorloper met aangrenzende Ga NP’s. De metaalzouten zijn gelijkmatig verdeeld rond Ga NP’s. Er is een duidelijke grens tussen metaalzouten en Ga NP’s. Bovendien kan het contrast van Cu-elementaire mapping worden beïnvloed door het koperen rooster. Credit: Natuur (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06082-9
Een team van scheikundigen en ingenieurs verbonden aan een groot aantal instellingen in China heeft ontdekt dat het gebruik van vloeibaar metaal voor het synthetiseren van nanodeeltjes met een hoge entropielegering (HEA-NP’s) een levensvatbaar alternatief is voor conventionele methoden. In hun studie, gerapporteerd in het tijdschrift Natuur, probeerde de groep verschillende HEA-NP’s te maken met behulp van vloeibare metalen. De redactie op Natuur hebben een onderzoeksbriefing gepubliceerd in hetzelfde tijdschriftnummer waarin het werk wordt geschetst.
Legeringen met een hoge entropie zijn materialen die ten minste vijf soorten metalen bevatten die nuttige eigenschappen vertonen die niet verkrijgbaar zijn in individuele metalen. Evenzo zijn HEA-NP’s kleine deeltjes die een groot aantal metalen bevatten die in combinatie nuttige eigenschappen hebben.
Het synthetiseren van HEA-NP’s is echter een uitdaging gebleken, vooral om ze gelijkmatig te laten mengen. De huidige methoden omvatten meestal het verhitten van mengsels tot temperaturen van wel 2000 Kelvin, wat gevaarlijk en duur is. In deze nieuwe poging beweert het team in China een veel betere manier te hebben gevonden.
De techniek is eenvoudig: in plaats van de ingrediënten te mengen en op hoge temperatuur te verhitten, mengde het team ze eerst in een vloeibaar metaal. Ze ontdekten dat door dit te doen, met behulp van een vloeibaar metaal zoals vloeibaar gallium, een gelijkmatig gemengde HEA-NP kan worden gemaakt. Dit mengsel moet vervolgens worden verwarmd tot slechts 923 Kelvin om een gewenst product te produceren.
Het onderzoeksteam testte hun idee met verschillende vloeibare metalen en creëerde een verscheidenheid aan HEA-NP’s samengesteld uit verschillende metalen en ontdekte dat ze gelijkmatig gemengd waren. Ze voerden ook een compositie- en structurele analyse van de materialen uit en ontdekten dat ze vergelijkbaar waren met die gemaakt met de conventionele methode.
Het team concludeert dat hun methode kan worden gebruikt om een grote verscheidenheid aan HEA-NP’s te synthetiseren en mogelijk ook kan worden gebruikt om andere soorten materialen te synthetiseren.
Meer informatie:
Guanghui Cao et al, Vloeibaar metaal voor synthese van nanodeeltjes met een hoge entropielegering, Natuur (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06082-9
Nanodeeltjes met verschillende elementen gemaakt met behulp van vloeibaar metaal, Natuur (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-01793-5
Tijdschrift informatie:
Natuur
