Amorficzny rdzeń nanokrystaliczny: nowatorska struktura materiału

Amorficzny rdzeń nanokrystaliczny (ANCC) to fascynująca nowa struktura materiału, która w ostatnich latach wzbudziła duże zainteresowanie ze względu na swoje unikalne właściwości i potencjalne zastosowania. Struktura ta składa się z krystalicznego rdzenia otoczonego amorficzną powłoką, oferując połączenie zalet materiałów krystalicznych i amorficznych.

Krystaliczny rdzeń ANCC zapewnia materiałowi wytrzymałość mechaniczną, przewodność elektryczną i stabilność termiczną, podczas gdy amorficzna powłoka przyczynia się do zwiększonej odporności na korozję, odporności na zużycie i biokompatybilności. Granica między krystalicznym rdzeniem a amorficzną powłoką odgrywa kluczową rolę w określaniu ogólnych właściwości materiału.

Unikalne właściwości ANCC wynikają z kilku czynników, w tym:

Efekty wielkości: w nanoskali właściwości materiałów mogą znacznie odbiegać od właściwości ich odpowiedników w masie ze względu na efekty uwięzienia kwantowego i zwiększony stosunek powierzchni do objętości.
Efekty interfejsu: Interfejs między fazą krystaliczną i amorficzną może powodować odkształcenia, defekty i zlokalizowane stany elektroniczne, które mogą wpływać na właściwości materiału.
Gradienty składu: Skład amorficznej powłoki można dostosować w celu uzyskania określonych właściwości, takich jak ulepszona przyczepność lub właściwości barierowe.

Metody syntezy
Opracowano kilka metod syntezy ANCC, w tym:

Proces zol-żel: Metoda ta polega na hydrolizie i kondensacji alkoholanów metali w celu utworzenia zolu, który następnie przekształca się w żel. Żel można poddać obróbce cieplnej w celu utworzenia ANCC.
Chemiczne osadzanie z fazy gazowej: W tej metodzie para prekursora rozkłada się na ogrzanym podłożu, tworząc cienką warstwę. Uważnie kontrolując warunki osadzania, możliwe jest wytwarzanie ANCC.
Dodawanie stopów mechanicznych: technika ta polega na wielokrotnym spawaniu, łamaniu i ponownym spawaniu cząstek proszku w wysokoenergetycznym młynie kulowym.

Proces ten można wykorzystać do wytwarzania stopów nanokrystalicznych z amorficzną powłoką.
Aplikacje
ANCC mają szeroki zakres potencjalnych zastosowań, w tym:

Kataliza: duża powierzchnia i unikalne właściwości elektroniczne ANCC czynią je obiecującymi kandydatami do zastosowań katalitycznych.
Magazynowanie energii: ANCC można stosować jako elektrody w akumulatorach i superkondensatorach ze względu na ich dużą powierzchnię i szybką kinetykę przenoszenia ładunku.
Materiały biomedyczne: Biokompatybilność i odporność na korozję ANCC sprawiają, że nadają się one do stosowania w implantach i urządzeniach biomedycznych.
Powłoki: Powłoki ANCC można stosować w celu poprawy odporności na zużycie, odporności na korozję i twardości różnych podłoży.