大家一定听过纳米晶体吧?这可是现代科技里最核心的材料之一,像电子设备、能源设备还有传感器,都离不开它。这些小家伙只有几纳米大,大概是头发丝直径的万分之一呢!可是,这么小的东西到底是怎么从溶液里“长”出来的呢?这是个既简单又深奥的问题,一直没人能给出直接的答案。 最近,厦门理工学院材料科学与工程学院张俊玉博士和陈宇豪博士的团队,联手厦门大学的肖良平博士后,在《Advanced Functional Materials》这本国际顶级期刊上发了文章。他们终于揭秘了铟纳米晶体“多步结晶”的全过程。不过话说回来,要想看清这些微小变化可不容易,因为溶液环境太复杂了。 为了攻克这个难题,他们用上了先进的“高分辨液相原位透射电镜”技术。这就好比给溶液里装了一台超高清摄像头,把纳米晶体形成的每一步都看得清清楚楚。研究还用到了球差校正扫描透射电镜(STEM)和电子能量损失谱(EELS),把中间的原子结构和成分都给解析清楚了。 这个研究不光是看热闹,还很有实用价值。它挑战了之前认为的晶体一步到位的老观点,发现其实晶体是一步一步“长”出来的。先是溶液里析出无定形的东西,然后变成晶核,最后颗粒们聚到一起形成晶体。中间还有一个类似液体的“动态界面相”,对最终形状和性质起着关键作用。 更厉害的是,他们找到了调控生长的关键机制。研究发现,加入含氯的表面活性剂后,氯离子和胺类分子会一起吸附在晶体表面,加快了原子迁移和吸附速度。这种“卤素-胺协同效应”就像一个开关一样,能精准控制生长过程。 这项成果还被发表在Advanced Functional Materials上(《先进功能材料》),影响因子19.0,属于中科院一区TOP期刊。学校是第一通讯单位,张俊玉老师是第一作者兼通讯作者,陈宇豪老师和肖良平博士后也是通讯作者,还有我们新能源系的本科生陈宇瀛同学也参与了研究工作。 这项研究得到了国家自然科学基金青年项目和学校引进人才启动项目的支持。跨学科合作的成功,充分展示了厦理工师生团队在原位电子显微学、新能源材料和合成化学交叉领域的深厚功底和探索能力!