Нанокристалл - Nanocrystal

Эта статья о кристаллических наночастицах. Для других нанокристаллических материалов см. Нанокристаллический.

А нанокристалл материальная частица, имеющая по крайней мере один размер меньше 100 нанометров на основе квантовых точек[1] (а наночастица ) и состоит из атомы в любом Один- или же поли-кристаллический расположение.[2]

Размер нанокристаллов отличает их от более крупных кристаллы. Например, нанокристаллы кремния могут обеспечивать эффективное излучение света, в то время как объемный кремний - нет.[3] и может использоваться для компонентов памяти.[4]

При внедрении в твердые тела нанокристаллы могут демонстрировать гораздо более сложное плавление, чем обычные твердые тела.[5] и может составлять основу особого класса твердых тел.[6] Они могут вести себя как однодоменные системы (объем внутри системы, имеющий одинаковое атомное или молекулярное расположение), что может помочь объяснить поведение макроскопический образцы аналогичного материала без осложняющего наличия границы зерен и другие дефекты.[нужна цитата ]

Полупроводник нанокристаллы размером менее 10 нм также описываются как квантовые точки.

Синтез

Традиционный метод включает молекулярные предшественники, которые могут включать типичные соли металлов и источник аниона. Большинство полупроводниковых наноматериалов содержат халькогениды (SS−, SeS−, ТеS−) и пниниды (P3−, В качестве3−, Сб3−). Источниками этих элементов являются силилированные производные, такие как бис (триметилсилил) сульфид (S (SiMe3)2 и трис (триметилсилил) фосфин (P (SiMe3)3).[7]

Наномасштабный третичный фосфин -стабилизированный кластер Ag-S, приготовленный из молекулярных предшественников. Цветовой код: серый = Ag, фиолетовый = P, оранжевый = S.[8]

В некоторых процедурах используются поверхностно-активные вещества для солюбилизации растущих нанокристаллов.[9] В некоторых случаях нанокристаллы могут обмениваться своими элементами с реагентами посредством атомной диффузии.[9]

Приложения

Фильтр

Нанокристаллы из цеолит используются для фильтрации сырой нефти в дизельное топливо при ExxonMobil нефтеперегонный завод в Луизиана по цене меньше, чем традиционные методы.[10]

Износостойкость

Уровень твердости нанокристаллов[11] ближе к оптимизированному молекулярная твердость[12] что привлекает износостойкость промышленность[13][14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Б. Д. Фальман (2007). Химия материалов. 1. Спрингер: Маунт-Плезант, Мичиган. С. 282–283.
  2. ^ Дж. Л. Берт (2005). «За пределами архимедовых тел: звездчатые полиэдрические нанокристаллы золота». J. Cryst. Рост. 285 (4): 681–691. Bibcode:2005JCrGr.285..681B. Дои:10.1016 / j.jcrysgro.2005.09.060.
  3. ^ Л. Павеси (2000). «Оптическое усиление в кремниевых нанокристаллах». Природа. 408 (6811): 440–444. Bibcode:2000Натура.408..440П. Дои:10.1038/35044012.
  4. ^ С. Тивари (1996). «Память на основе кремниевых нанокристаллов». Appl. Phys. Латыш. 68 (10): 1377–1379. Bibcode:1996АпФЛ..68.1377Т. Дои:10.1063/1.116085.
  5. ^ Я. Пакаринен (2009). «Механизмы частичного плавления внедренных нанокристаллов». Phys. Ред. B. 79 (8): 085426. Bibcode:2009ПхРвБ..79х5426П. Дои:10.1103 / Physrevb.79.085426.
  6. ^ Д. В. Талапин (2012). «Нанокристаллические твердые тела: модульный подход к дизайну материалов». Бюллетень MRS. 37: 63–71. Дои:10.1557 / mrs.2011.337.
  7. ^ Fuhr, O .; Dehnen, S .; Фенске, Д. (2013). «Халькогенидные кластеры меди и серебра из силилированных халькогенидных источников». Chem. Soc. Rev. 42 (4): 1871–1906. Дои:10.1039 / C2CS35252D. PMID  22918377.
  8. ^ Fenske, D .; Persau, C .; Dehnen, S .; Энсон, К. Э. (2004). «Синтезы и кристаллические структуры кластерных соединений Ag-S [Ag70S20(SPh)28(dppm)10] (CF3CO2)2 и [Ag262S100(Сен-Бу)62(dppb)6]". Angewandte Chemie International Edition. 43 (3): 305–309. Дои:10.1002 / anie.200352351. PMID  14705083.
  9. ^ а б Ibanez, M .; Кабот, А. (2013). «Все перемены для нанокристаллов». Наука. 340 (6135): 935–936. Bibcode:2013Наука ... 340..935I. Дои:10.1126 / science.1239221. PMID  23704562.
  10. ^ П. Дутта и С. Гупта (ред.) (2006). Понимание нанонауки и технологий (1-е изд.). Издательский дом Global Vision. п. 72. ISBN  81-8220-188-8.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  11. ^ Лю, Сяомин; Юань, Фупин; Вэй, Юэгуан (август 2013 г.). «Влияние размера зерна на твердость нанокристалла, измеренную наноразмерным индентором». Прикладная наука о поверхности. 279: 159–166. Bibcode:2013ApSS..279..159L. Дои:10.1016 / j.apsusc.2013.04.062.
  12. ^ "Молекулярная твердость Кеннета Нордтведта - генетический атлас".
  13. ^ Алабд Альхафез, Ияд; Гао, Ю; М. Урбассек, Герберт (30 декабря 2016 г.). «Наноразрез: сравнительное исследование молекулярной динамики металлов Fcc, Bcc и Hcp». Современная нанонаука. 13 (1): 40–47. Bibcode:2016CNan ... 13 ... 40A. Дои:10.2174/1573413712666160530123834.
  14. ^ Кая, Саваш; Кая, Джемаль (май 2015 г.). «Новый метод расчета молекулярной твердости: теоретическое исследование». Вычислительная и теоретическая химия. 1060: 66–70. Дои:10.1016 / j.comptc.2015.03.004.

внешняя ссылка