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中国科大团队发现软晶格固体新现象:类似流体不稳定性

2024-11-26来源:ITBEAR编辑:瑞雪

近日,中国科学技术大学传来一项令人瞩目的科研成果。该校俞书宏院士的团队在一项关于银基硫属化合物(Ag2E,其中E代表硫S或硒Se)的研究中,发现了与传统流体相似的普拉托-瑞利不稳定性现象。这一发现不仅为无机纳米异质结构的精准合成提供了新方法,还极大地丰富了相关领域的研究内容。

这项研究成果已被权威期刊《美国化学会志》正式发表,文章标题为“软晶格无机固体中的普拉托-瑞利不稳定性”(Plateau-Rayleigh instability in soft-lattice inorganic solids),并附上了详细的DOI编号(10.1021/jacs.4c11866)。

在研究中,俞书宏院士的团队与侯中怀教授、江慧军副研究员的团队紧密合作,通过有限元分析和分子动力学模拟,深入探究了这一不稳定性现象的成因与机制。结果显示,体系的表面能与界面能在这一转变过程中起到了关键的调控作用。随着转化过程的进行,体系表面能逐渐升高,而界面能则逐渐降低,最终使体系从亚稳态转变为热力学稳定态。

分子动力学模拟进一步揭示了这一现象背后的微观机制。与体相Ag2S相比,亚纳米厚的Ag2S薄层具有更高的离子扩散速率,从而保证了晶格的流动性。在热力学与动力学的共同作用下,这类软晶格无机固体展现出了与传统流体相似的普拉托-瑞利不稳定性行为。

这项研究不仅拓展了无机固体中瑞利不稳定性的概念,还为制备纳米颗粒以及具有明确组分、结构、界面和空间排列的高阶周期性纳米结构提供了新的思路。研究人员表示,这一发现为探索其他软晶格固体(如钙钛矿等)中的类流体行为与可控图案化提供了可能,为相关领域的研究开辟了新的方向。

该研究团队还通过精准普适合成的方法,实现了一维周期性同轴异质纳米线的制备。这一成果不仅展示了团队在无机纳米异质结构精准合成方面的深厚实力,也为相关领域的研究提供了重要的参考和借鉴。

据悉,这一研究成果的取得离不开团队成员的共同努力和协作。他们通过严谨的实验设计、精细的数据分析和深入的机理探讨,最终取得了这一令人瞩目的科研成果。

该研究还得到了国内外同行的高度评价和认可。许多专家认为,这一研究不仅具有重要的学术价值,还为相关领域的研究提供了新的思路和方法。