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在液态金属中生长金属晶体

想象一下一个充满液态金属海洋的外星世界。如果存在这样的世界,金属元素很可能是这些海洋中溶解的物质和颗粒的来源。一切都将由金属元素制成,甚至包括生命形式。

这听起来像是科幻电影中直接提出的概念,但是这种奇幻愿景的一些基本元素仍然可以在我们的星球上轻松实现。

我们都熟悉在水中生长晶体的过程。最明显的例子是我们许多人在学校期间所做的糖晶体的生长。在此,在水溶剂中的糖溶质可以作为晶体从溶液中沉淀出来。

现在,澳大利亚研究人员已经证明了使用液态金属作为溶剂进行类似观察的可能性,并在ACS Nano杂志上发表了精彩的报告。

已知金属元素可以在液态金属溶剂中溶解并形成溶质。还已知这些次级金属可以在金属溶剂内形成金属晶体的簇。这实际上是完善的冶金领域的基础。然而,在冶金学中,主要的兴趣是将溶剂和溶质一起固化以产生用于各种应用的固体合金。

新南威尔士大学化学工程学院的研究人员从另一个角度研究了液态金属。

他们使用了在室温下像汞一样在室温下呈液态的镓,并将不同的金属溶解到其中。

这些金属元素的小晶体在液态金属内部形成。

但是,由于液态金属的表面张力非常高,因此这些金属晶体仍然被困在液态金属内部。

高表面张力意味着液态金属不能与其他液体混溶,因此金属晶体不可能自然地将自身释放到周围环境中。

研究人员发现了一种从液态合金中提取这些金属晶体的新方法。通过向液态金属液滴的表面施加电压,它们能够充分降低表面张力,以使金属晶体被拉出。

该论文的作者Mohannad Mayyas博士说:“我们能够制造出具有金属和金属氧化物性质的非常小的晶体。” “我们将铟,锡和锌溶解到镓液体中,并通过在特定设置中施加电压使它们从介质中沉淀出来。该方法确实具有优势,因为制造此类晶体通常需要危险的前体和苛刻的合成条件。”

该论文的通讯作者Kourosh Kalantar-Zadeh教授建议:“其他研究人员可以继续我们的工作,并探索液态金属溶剂提供的多种可能性。” “例如,液态金属具有超强的催化作用。虽然水溶液中晶体的形成可能需要很长时间,但液态金属内部的金属元素的生成可以立即发生。此外,液态金属还提供了有趣的界面化学的机会。其他任何系统都不存在。”

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