納米顆粒“自下而上”造出超硬金屬 發表在最新一期《化學》雜志

據最新一期《化學》雜志報道，美國布朗大學研究人員開發出一種粉碎單個金屬納米團簇的方法，與傳統的硬化技術完全不同，可使形成的金屬的硬度比天然結構金屬高出4倍。

材料的硬度一般是指其在受力或壓力下，抗刮擦或彎曲變形的性能。對于金屬而言，其硬度通常取決于組成它的微小顆粒的大小，顆粒越小，金屬越硬。

研究人員指出，錘擊和其他硬化方法都是改變顆粒結構的“自上而下”的方法，很難控制最終的顆粒尺寸。新方法則是“自下而上”：首先通過化學處理創建出納米顆粒材料，然后在中等壓力下將這些納米顆粒融合在一起，由此制造的金屬具有均勻的顆粒尺寸，可對其進行精確調整以增強性能。

金屬表面通常被稱為“配體”的有機分子覆蓋，會阻止金屬顆粒牢固地結合。研究人員開發了一種化學處理方法，可以去除這些配體，從而使金屬納米顆粒在壓力燒結過程中可以自由地融合在一起。

研究人員使用這種方法，用金、銀和鈀等不同金屬的納米顆粒制成了粗糙的“硬幣”。經過測試，證明它們比天然結構要堅硬得多，金幣的堅硬程度高達原來的4倍。研究人員還發現，利用該技術制成的新金屬硬幣，具有與標準金屬幾乎相同的導電性和光反射率，但是它們的光學性能發生了巨大變化。

在另一項測試中，研究人員使用新技術制成了金屬玻璃。就像人們更熟悉的眼鏡一樣，這些材料具有無定形的晶體結構，使它們更容易成型，并且比常規金屬更堅固。

目前，研究人員已為該技術申請了專利，正在尋求將其商業化。由于化學處理相對容易，他們相信利用該技術的生產工藝在制造超硬涂層、電極或其他金屬部件上具有巨大的潛力。(記者馮衛東)