Processo sintetico di nanoparticelle MPEI, prodotto e confronto con la letteratura. Credito:A. James Clark School of Engineering, University of Maryland
Per la prima volta, un gruppo di ricerca dell'Università del Maryland (UMD) ha dimostrato gli intermetallici multiprincipal element intermetallics (MPEI) su scala nanometrica a fase singola con un massimo di otto metalli, completamente privi di crescita di particelle o separazione di fase, tramite un nuovo multi -strategia del disordine dell'elemento. Questo approccio dimostra una strategia generale per sintetizzare nanoparticelle MPEI, non solo fornendo un passo verso gli intermetallici ottonari, ma consentendo anche la sintesi di MPEI su scala nanometrica.
I nano-MPEI sono composti intermetallici, di circa 4-5 nanometri di diametro, composti da metalli multielementi in proporzioni definite, al contrario della lega, ad esempio, che ha proporzioni variabili. Le proprietà e la struttura cristallina formate da questi composti intermetallici sono diverse dai suoi costituenti.
Lo studio, guidato da Liangbing Hu, Herbert Rabin Distinguished Professor of Materials Science and Engineering (MSE) presso l'Università del Maryland (UMD) e direttore del Center for Materials Innovation (CMI), è stato pubblicato su Science Advances il 28 gennaio 2022. Mingjin Cui, ex assistente della facoltà MSE presso l'UMD, è stato il primo autore del documento di ricerca.
"Controllare con precisione la disposizione dell'ordinamento atomico all'interno delle nanoparticelle è una grande sfida", ha affermato Hu. "Abbiamo ottenuto le nanoparticelle intermetalliche ordinate multi-elementi mediante un'esclusiva strategia di transizione da disordine a ordine. La strategia può essere estesa per produrre una libreria combinatoria di nanomateriali intermetallici che possono presentare nuove proprietà e applicazioni".
Per ottenere ciò, il gruppo ha riscaldato rapidamente i precursori del sale metallico su un substrato di carbonio a 1100 K. Una volta raffreddati, hanno riscaldato nuovamente le nanoparticelle per cinque minuti, sempre a 1100 K, per incoraggiare il riarrangiamento atomico (assicurando così che gli elementi cadessero nell'ordine corretto ), che ha lasciato il posto a un accordo MPEI più stabile. Quindi, gli elementi sono stati rapidamente raffreddati. Il risultato sono state nanoparticelle MPEI che vantano una struttura intermetallica con più elementi.
"Ciò che rende speciale questo lavoro è che i nano-MPEI in questo caso dimostrano un'elevata attività e stabilità nella catalisi", ha affermato Cui. "I nano-MPEI non sono stati raggiunti in precedenza dalla chimica umida tradizionale o dai processi di sinterizzazione a lungo termine."
Non solo questo processo può rafforzare le applicazioni nella catalisi, nel magnetismo e nei superconduttori, ma il gruppo prevede di creare una libreria, per così dire, di MPEI di nanoparticelle, che potrebbe potenzialmente lasciare il posto a una nuova frontiera della ricerca e delle applicazioni intermetalliche. + Esplora ulteriormente
