物理科技生物学-PHYICA

阴极腐蚀枫神——毁灭性但可预测

纳米技术 2022-07-03 23:58:08

作者:米歇尔·威马,莱顿大学 学分:莱顿大学 纳米级的印度阶梯井

这就是博士后纳奇兰·阿鲁姆莫齐在腐蚀一种特殊的铂金水晶时看到的图案

这些独特的图像显示了这个过程的破坏性,但也显示了它是多么的可预测

腐蚀可能以不同的方式发生

例如,阳极腐蚀就是自行车上的铁锈

如果条件合适,表面氧化,形成的金属氧化物可能溶解

“起初,我们认为这也会发生在现实世界的铂电极上,”阿鲁莫齐说

日本日立高科技公司要求阿鲁姆莫志的主管、催化和表面化学教授马克·科帕调查电极的磨损情况,希望能改善它们的寿命

意想不到的转折 研究人员很快发现了其他的事情,并在《PNAS》杂志上发表了他们的发现

“这看起来很可能不是阳极腐蚀,而是阴极腐蚀,”柯珀说

在这个过程中,金属被还原,产生金属氢化物

“你会认为这根本不可能,因为金属已经完全还原了

但是在阴极条件下,换句话说,在负电压下,铂确实会腐蚀

" 阴极腐蚀产生的化合物极其不稳定,所以你不能直接测量它们

“我们必须假设它们在很短的时间内形成并与水分子反应,导致它们再次氧化成铂,”科伯说

“然而,我们可以看到,物质的结构发生了变化

" 铂(100)成为分形蚀刻的受害者,最终形成类似印度阶梯井的分形

学分:莱顿大学 不是随机的 Arulmozhi通过以可控的方式腐蚀特殊设计的铂晶体,使这一过程可视化

金属表面通常由一堆所谓的小平面组成

在每个方面,原子都以特定的方式排列

Arulmozhi制造晶体的方式使得他准确地知道每个小平面的位置以及原子结构是如何构成的

“我发现铂金的磨损过程在每个方面都有所不同,”阿鲁莫齐说

在图像上,你可以看到绿色的面,铂(110),几乎不腐蚀,而蓝色的面,铂(100),经历了一个过程,研究人员称之为分形蚀刻

“磨损以正方形的形式开始

慢慢地,这变成了一个倒金字塔,最终一个美丽的分支分形被创造出来

它们让我想起了一个印度阶梯井,但是是纳米级的

" “我们从来没有想到这个过程会如此有序,”科帕说

“这使得阴极腐蚀可以预测,希望我们能聪明地利用这一点,例如通过设计只有原子结构的铂电极,这些原子结构不会或几乎不会腐蚀

" 在其他情况下,阴极腐蚀是一个理想的因素

“你可以用它们来制造纳米粒子,”阿鲁莫齐说

“当一个金属颗粒因腐蚀而从表面脱离并与溶液中的另一个金属颗粒结合时,就会产生这些问题

在这种情况下,你需要一种容易磨损的刻面材料,比如铂(100)

"

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