Amorf nanokrystallinsk kjerne: en ny materialstruktur

Amorf nanokrystallinsk kjerne (ANCC) er en fascinerende ny materialstruktur som har fått betydelig oppmerksomhet de siste årene på grunn av dens unike egenskaper og potensielle bruksområder. Denne strukturen omfatter en krystallinsk kjerne omgitt av et amorft skall, og tilbyr en kombinasjon av fordelene med både krystallinske og amorfe materialer.

Den krystallinske kjernen til en ANCC gir materialet mekanisk styrke, elektrisk ledningsevne og termisk stabilitet, mens det amorfe skallet bidrar til økt korrosjonsmotstand, slitestyrke og biokompatibilitet. Grensesnittet mellom den krystallinske kjernen og det amorfe skallet spiller en avgjørende rolle for å bestemme materialets generelle egenskaper.

De unike egenskapene til ANCC-er er et resultat av flere faktorer, inkludert:

Størrelseseffekter: På nanoskala kan materialenes egenskaper avvike betydelig fra egenskapene til deres bulk-motstykker på grunn av kvante inneslutningseffekter og økt overflateareal til volumforhold.
Grensesnitteffekter: Grensesnittet mellom den krystallinske og amorfe fasen kan introdusere tøyning, defekter og lokaliserte elektroniske tilstander som kan påvirke materialets egenskaper.
Komposisjonsgradienter: Sammensetningen av det amorfe skallet kan skreddersys for å oppnå spesifikke egenskaper, for eksempel forbedret vedheft eller barriereegenskaper.

Syntesemetoder
Flere metoder er utviklet for å syntetisere ANCC-er, inkludert:

Sol-gel-prosess: Denne metoden involverer hydrolyse og kondensering av metallalkoksyder for å danne en sol, som deretter omdannes til en gel. Gelen kan varmebehandles for å danne en ANCC.
Kjemisk dampavsetning: I denne metoden dekomponeres en forløperdamp på et oppvarmet underlag for å danne en tynn film. Ved nøye å kontrollere avsetningsforholdene er det mulig å produsere ANCC.
Mekanisk legering: Denne teknikken involverer gjentatt sveising, frakturering og gjensveising av pulverpartikler i en høyenergikulemølle.

Denne prosessen kan brukes til å produsere nanokrystallinske legeringer med et amorft skall.
applikasjoner
ANCC-er har et bredt spekter av potensielle bruksområder, inkludert:

Katalyse: Det store overflatearealet og unike elektroniske egenskapene til ANCC-er gjør dem til lovende kandidater for katalytiske applikasjoner.
Energilagring: ANCC-er kan brukes som elektroder i batterier og superkondensatorer på grunn av deres høye overflateareal og raske ladningsoverføringskinetikk.
Biomedisinske materialer: Biokompatibiliteten og korrosjonsmotstanden til ANCC-er gjør dem egnet for bruk i biomedisinske implantater og enheter.
Belegg: ANCC-belegg kan brukes til å forbedre slitestyrken, korrosjonsmotstanden og hardheten til forskjellige underlag.