Wenn es um Metallurgie geht, ist allgemein bekannt, dass kleinere Körner zu härteren Metallen führen. Aber wie genau erreichen Sie diese Körner?
Eine Gruppe von Forschern der Brown University hat eine Methode gefunden, um Einzelpersonen zu zerschlagen. Metall Nanocluster, die zu Metallen führen, die bis zu viermal härter sind als natürlich vorkommende Strukturen. Diese neue Methode unterscheidet sich erheblich von herkömmlichen Härtungstechniken.
„Hämmern und andere Härtungsmethoden sind alles Top-Down-Methoden zur Änderung der Kornstruktur, und es ist sehr schwierig, die Korngröße zu kontrollieren, mit der Sie am Ende enden“, sagte in eine Pressemitteilung Ou Chen, Assistenzprofessor für Chemie an der Brown University und korrespondierender Autor der neuen Forschung.
„Wir haben Nanopartikel-Bausteine erstellt, die beim Zusammendrücken miteinander verschmelzen. Auf diese Weise können wir einheitliche Korngrößen erzielen, die präzise auf verbesserte Eigenschaften abgestimmt werden können.“
Für diese Forschung verwendete das Team Nanopartikel aus Gold, Silber, Palladium und anderen Metallen und entfernte sie chemisch von den organischen Molekülen, den sogenannten Liganden, die im Allgemeinen die Bildung von Metall-Metall-Bindungen zwischen Partikeln verhindern. Die Cluster konnten dies dannmit nur ein wenig Druck zusammenschmelzen.
Bei den neuen Metallmünzen, die mit dieser Technik hergestellt wurden, wurde festgestellt, dass die elektrische Leitung und das Lichtreflexionsvermögen praktisch identisch sind mit Standardmetalle aber ihre optischen Eigenschaften wurden dramatisch verändert.
„Aufgrund des sogenannten plasmonischen Effekts haben Goldnanopartikel tatsächlich eine purpurschwarze Farbe“, sagte Chen. „Aber wenn wir Druck ausüben, sehen wir, dass diese purpurnen Cluster plötzlich eine helle Goldfarbe annehmenMöglichkeiten, wie wir wussten, dass wir tatsächlich Bulk-Gold gebildet hatten. “
Die Forscher versuchen nun, die Technik auf kommerzielle Produkte anzuwenden, da die chemische Behandlung relativ einfach durchzuführen ist. Chen hat die Technik derzeit patentiert und sieht großes Potenzial dafür "sowohl für die Industrie als auch für die wissenschaftliche Forschungsgemeinschaft".