Японские ученые из Университета Осаки разработали метод, который позволяет охарактеризовать структуру биметаллических наночастиц при их синтезе. Научная статья о работе опубликована в журнале Physical Review B.
Наночастицы находят широкое применение в различных отраслях. Все потому, что из-за высокого соотношения площади поверхности к объему они проявляют особые свойства. Большой интерес представляют наночастицы «ядро — оболочка». Они представляют собой материал, который покрыт другим материалом. Благодаря этому можно совместить свойства двух соединений.
Японские ученые разработали аналитический метод исследования биметаллических наночастиц. В теории при синтезе таких частиц один из металлов (в зависимости от размера его атомов и энергии поверхности) становится оболочкой. На практике все не так просто, и результат зависит от условий эксперимента. Существующие аналитические методы применяются уже после синтеза. Однако новый метод помогает отслеживать формирование наночастиц в реальном времени и при комнатной температуре. Метод основан на предположении о том, что, если оболочку формирует металл с более высокой энергией поверхности, площадь поверхности частицы уменьшается. В случае взаимной диффузии металлов наночастицы имеют более дисперсную структуру. Различия в структуре частиц можно обнаружить с помощью пьезоэлектрического резонатора, который может возбуждать электрическое поле.
Ученые синтезировали наночастицы близко друг к другу. Расстояние между наночастицами определялось по изменению сопротивления. Если наночастицы располагались далеко друг от друга, то ток электронов в них прерывался и сопротивление было высоким. Если же наночастицы соприкасались, то ток электронов был непрерывным, а сопротивление — низким. На основе этой информации можно получить данные о структуре наночастиц. Ученые изучили три разных комбинации двух металлов. Так, при нанесении палладия на золото наблюдалась взаимная диффузия, а структура наночастиц «ядро — оболочка» была обратной порядку нанесения металлов.
«Наш метод позволяет тонко настраивать синтез биметаллических наночастиц "ядро — оболочка". Благодаря этому можно будет получать наночастицы нестандартной структуры для конкретных приложений, например для датчиков водорода и экологичного производства», — отметил доцент Нобутомо Накамура, главный автор исследования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
