埃姆斯实验室 学分:艾姆斯实验室 美国科学家
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美国能源部艾姆斯实验室和他们来自爱荷华州立大学的合作者开发了一种新的方法来产生分层的、难以结合的异质结构固体
异质结构材料由多层不同的构件组成，表现出独特的电子传输和磁性，由结构不同的构件之间的量子相互作用决定，为电子和能源应用开辟了新的途径
制作它们的技术很简单，而且违反直觉——它包括粉碎原始材料来建造新的材料
这项技术被称为机械化学，它利用球磨来分离结构上不匹配的固体——没有匹配原子排列的固体——并将它们重新组装成独特的三维“不匹配”异质组件
通过碾磨将东西粉碎似乎是实现原子有序化的最不可能的方法，但它比科学家们自己想象的更成功
“我的一个同事评论说，我们的想法要么幼稚，要么聪明，”艾姆斯实验室高级科学家维克多·巴莱马说
“不久前，我们发现在机械研磨过程中，层状金属双歧管随机重组为三维异质组件
这完全出乎我们的意料，并引发了我们对通过机械化学加工进行原子排序的可能性的好奇
" 金属硫属化合物的性质和用途通常是独特的
它们可以表现出显著的电子传输行为，从完全缺乏导电性到超导性、光和热电特性、机械柔韧性，特别是形成稳定的二维单层、三维异质结构和其他纳米尺度量子材料的能力
以色列魏茨曼科学研究所的纳米结构合成专家雷舍夫·坦纳说:“纳米管、纳米薄膜和剥离片形式的错配层状化合物纳米结构已经研究了十多年，提供了丰富的研究领域，也可能在可再生能源、催化和光电子学方面有令人兴奋的应用。”
“它们大规模应用的一个障碍是高温和冗长的生长过程，这对于大规模应用是禁止的
由艾姆斯实验室的巴勒玛小组开发的机械化学过程，除了具有科学刺激作用外，还让我们离实现这些有趣材料的实际应用更近了一步
" 通常，这些复杂的材料，尤其是那些具有最不寻常的结构和性质的材料，是用两种不同的合成方法制成的
第一种被称为自上而下的合成法，使用添加制造技术，使用二维(二维)积木来组装它们
第二种方法，广义上定义为自下而上的合成，使用分步化学反应，包括纯元素或小分子，它们在彼此的顶部沉积单个单层
这两种方法都很费力，并且有其他缺点，例如在现实应用中使用的可伸缩性差
艾姆斯实验室的团队将这两种方法结合成一个机械化学过程，该过程同时剥离、分解和重组起始材料，形成新的异质结构，尽管它们的晶体结构彼此不太匹配(即
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哑火)
由x光衍射、扫描透射电子显微镜、拉曼光谱、电子传输研究和固态核磁共振实验结果支持的理论计算首次解释了前体材料重组的机理和机械加工过程中形成新型三维异质结构的驱动力
艾奥瓦州立大学艾姆斯实验室科学家兼化学教授亚伦·罗西尼说:“固态核磁共振波谱是表征从机械化学中获得的粉末材料的理想技术。”
“通过结合固态核磁共振波谱和其他表征技术获得的信息，我们能够获得三维异质结构的完整图像
" 该研究在Oleksandr Dolotko和Ihor Z合著的论文《通过机械化学分解和非公度金属硫属化合物的重新排序产生前所未有的三维异质结构》中进一步讨论
Hlova，Arjun K
Pathak，Yaroslav Mudryk，Vitalij K
佩查斯基，普拉尚特·辛格，杜安·德
布雷特·约翰逊
布斯，李静哲，艾米莉
斯科特·史密斯
亚伦·卡纳汉
罗西尼，周林，伊利姆
伊斯曼和维克多·P
Balema发表在《自然通讯》上
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