许多我们周围的物质,从表大多数金属盐和糖,排列成晶体。因为它们的分子是在一个有序的,重复的模式,多了解它们的结构。
然而,一个更大数量的物质;包括橡胶、玻璃和大多数液体;缺乏基本的秩序,很难确定其分子结构。迄今为止,理解这些非晶态物质已经几乎完全基于理论模型和间接实验。
UCLA-led的一个研究团队正在改变这一现状。使用他们开发了原子结构映射方法在三维空间中,科学家们直接观察原子是如何用非结晶体材料样品。欧洲杯足球竞彩研究结果,发表在今天自然材料欧洲杯足球竞彩,可能会迫使改写传统模型和通知设计未来的材料和设备使用这些物质。欧洲杯足球竞彩
“我们相信,这项研究将会产生非常重要的影响非晶态固体和液体——未来的理解;这是地球上最丰富的物质之一,”说,这项研究的资深作者,健胃苗族“约翰”,加州大学洛杉矶分校的物理学与天文学教授,加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究所的一员。“理解的基本结构可能导致巨大的技术进步。”
从1952年开始工作由英国物理学家查尔斯·弗兰克·弗雷德里克的科学理解是,原子和分子在液体或非晶态固体通常组合在一起13组。模型认为,配置了一个中心原子或分子包围其他12 -;两圈在中央五粒子,与另一个覆盖顶部和底部限制。
模型的原子或分子团如何能够在更大的尺度上,配合科学家概念化这组13 3 d形状,把每个外粒子作为一个角落和连接这些点,导致固体与20三角脸,称为一个二十面体,任何一个形状熟悉龙与地下城玩家的形式20-sided死去。
不过,苗和他的同事们发现一些不同的东西。
团队分析了三种非晶金属物体使用原子电子断层扫描。这个强大的成像方法束电子在样品和措施的电子通过,捕获数据多次样品旋转,以便计算机算法构建一个三维图像。
研究人员发现,只有一个非常小的比例的原子形成的二十面体13组。相反,最常见的安排是7组,与一分之五层中部,一个在上面,一个在底部和中心原子-;作为一个五角双锥体形状研究人员描述,有10三角脸。他们还注意到,这些五角双锥体形成网络的边缘通常是共享的。
“弗兰克的论文以来,科学界认为二十面体的订单是最重要的结构性主题液体或非晶态固体,”苗说。“但是到目前为止,没有人能够在地图上标出所有的原子的位置和检查。我们发现五角双锥体是最普遍的主题。大自然似乎更愿意把七。”
组合的优势被研究者一致的研究样本,,为简单起见,选择材料作为单个原子的存在基本规模。欧洲杯足球竞彩材料研究欧洲杯足球竞彩了钽制成的薄膜,用于电子元器件的稀有金属,和两个纳米粒子由钯金属催化转换器的重要呈现汽车尾气少有毒。欧洲杯猜球平台
研究小组还利用他们的实验数据为基础的计算机模拟当钽融化然后迅速冷却,结晶不形式,导致所谓的金属玻璃。在仿真中,原子的钽同样挤进五角双锥体的网络更经常比其他任何形状,既是液体和玻璃。
这些发现可能会促使复议的科学的某些方面对我们周围的世界的物理模型。欧洲杯线上买球由于非晶材料集成到某些半导体和众多的设备,包欧洲杯足球竞彩括太阳能电池板,本研究可以提前一步用有目的的设计这些材料取代试验和错误。
“这项工作以及我们最近自然纸非结晶的材料,可能在影响可比第一次科学揭示了3 d盐晶体的原子结构在一个世纪以前,“欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球苗说。
Co-first作者在研究前加州大学洛杉矶分校的博士后研究人员Yakun元,丹尼斯·金和Jihan周。其他合作者Dillan Chang朱粉丝,姚明杨,明范教授和加州大学洛杉矶分校的斯坦利Osher;Yasutaka长冈和布朗大学的陈欧;和彼得Ercius Andreas施密德和劳伦斯伯克利国家实验室的分子铸造实验项目。
这项研究主要是由美国能源部支持。支持也来自斯国家科学基金会科技中心,其中苗族副主任;欧洲杯线上买球美国国家科学基金会;欧洲杯线上买球和陆军研究办公室。
来源:https://www.universityofcalifornia.edu/