马里兰大学 通过传统的双金属合成方法，只有易混溶的金属(显示为绿色)可以与铜混合，而其他金属(显示为红色)形成相分离的结构(如核壳)
相比之下，通过非平衡合成，铜和其他金属可以被均匀混合的纳米粒子动态捕获，而不管它们的热力学混溶性如何
信用:杨等
双金属纳米粒子的发展(I
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由两种不同金属组成的微小颗粒，表现出几种新的和改进的特性)代表了一个具有广泛潜在应用的新的研究领域
现在，马里兰大学(UMD)的一个研究小组
詹姆斯·克拉克工程学院开发了一种混合金属的新方法，这种金属通常被认为是不可混溶的，或者是不可混溶的，在纳米尺度上创造了一系列新的双金属材料
这样的文库将有助于研究这些双金属粒子在各种反应场景中的作用，例如将二氧化碳转化为燃料和化学品
这项由胡教授领导的研究发表在2020年4月24日的《科学进展》上
研究助理杨为该研究的第一作者
“通过这种方法，我们可以使用不同的元素快速开发出不同的双金属，但是具有相同的结构和形态，”胡说
“然后我们可以用它们来筛选反应的催化材料；这种材料不会受到合成困难的限制
" 纳米结构双金属颗粒的复杂性质使得使用传统方法混合这种颗粒变得困难，原因有很多——包括金属的化学组成、颗粒尺寸以及金属如何在纳米尺度上排列
这种新的非平衡合成方法将铜基混合物暴露在大约1300摄氏度的热冲击下
02秒，然后迅速冷却至室温
使用如此短的热时间间隔的目的是在室温下快速捕获或“冻结”高温金属原子，同时保持它们的混合状态
通过这样做，研究小组能够准备一批同质的铜基合金
通常情况下，铜只与其他几种金属混合，如锌和钯，但通过使用这种新方法，研究小组扩大了铜与镍、铁和银的混合范围
“使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜，我们能够证实所得的铜银(铜银)双金属纳米粒子的形态——材料是如何形成的——和尺寸，”杨说
这种方法将使科学家能够创造更多样的纳米粒子系统、结构和材料，应用于催化、生物应用、光学应用和磁性材料
作为快速催化剂开发的模型系统，该团队与特拉华大学教授凤娇合作，研究了铜基合金作为一氧化碳还原反应的催化剂
一氧化碳还原的电催化是一个有吸引力的平台，允许科学家使用温室气体和可再生电能来生产燃料和化学品
焦说:“到目前为止，铜是最有前途的单金属电催化剂，它能把一氧化碳还原成有附加值的化学物质。”
“快速合成各种具有均匀结构的铜基双金属纳米合金的能力使我们能够对一氧化碳和其他催化剂体系的结构-性能关系进行基础研究
" 非平衡合成策略也可以扩展到其他双金属或金属氧化物系统
利用基于人工智能的机器学习，新的合成方法将使催化剂的快速筛选和合理设计成为可能
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