Cientificos de Rusia y China descubrieron una serie de nuevas e inesperadas nanoparticulas y encontraron una manera de controlar su composición y propiedades: los hallazgos rompen nuevos caminos en el uso de las nanoparticulas
Los objetos micro tales como las nanopartículas pueden diferir de los objetos macro (cristales, vidrios) en términos de composición química y propiedades. Los dos pilares en los que se basa la nanotecnología son la gran diversidad de propiedades que exhiben las nanopartículas del mismo material pero de diferentes tamaños, y la capacidad de controlar sus propiedades.
Sin embargo, tanto la investigación experimental como la teórica sobre la estructura y composición de las nanopartículas plantea grandes dificultades.
Utilizando el algoritmo evolutivo USPEX desarrollado por Artem R. Oganov, profesor de Skoltech y MIPT, científicos de China y Rusia estudiaron una amplia gama de composiciones de nanopartículas y, en particular, examinaron dos clases de nanopartículas esenciales para la catálisis: hierro, oxígeno y cerio. oxígeno.
Descubrieron que las llamadas "nanopartículas mágicas" que muestran una mayor estabilidad pueden tener composiciones químicas inesperadas, por ejemplo, Fe 6 O 4 , Fe 2 O 6 , Fe 4 O 14 , Ce 5 O 6 y Ce 3 O 12. Nanopartículas ricas en oxígeno, como el Fe 4 O 14, estable en condiciones normales, puede explicar la carcinogenicidad de las nanopartículas de óxido.
Los científicos han explorado cuantitativamente cómo varían las composiciones al cambiar la temperatura o la presión parcial del oxígeno.
"Los nanoclusters estables pueden poseer composiciones químicas extrañas e inesperadas (por ejemplo, Si 4 O 18 o Ce 3 O 12 ) en condiciones normales, mientras que para los cristales esto generalmente se encuentra en condiciones extremas , como presiones altas", dice Xiaohu Yu, Primer autor de este trabajo, Profesor Asociado de la Universidad de Tecnología de Shaanxi y ex miembro del laboratorio Oganov en MIPT.
"El hecho de que las nanopartículas tengan prácticamente las mismas crestas, islas de estabilidad y mares de inestabilidad como núcleos atómicos fue una sorpresa en este estudio. El núcleo atómico y las nanopartículas se pueden describir como un grupo de dos tipos de partículas, por ejemplo. , hierro y oxígeno en nuestro caso, o protones y neutrones en el caso de los núcleos atómicos.
Si dibuja un mapa y traza los números de cada tipo de átomos en el grupo a lo largo de sus ejes, verá que la mayoría de los grupos estables se forman. Crestas estrechas de estabilidad. También descubrirá islas de estabilidad que son bastante curiosas desde el punto de vista químico.
Es bastante concebible que las nanopartículas establessirven como bloques de construcción elementales en el crecimiento de cristal, el tema que me ha emocionado desde mis años escolares. En cuanto a las islas de estabilidad, los grandes colaboradores de su estudio fueron nuestros renombrados académicos Flerov y Oganesyan con los que soñaba trabajar cuando era niño ", dijo Oganov.
Fecha actualización el 2021-12-21. Fecha publicación el 2018-12-21. Categoría: Ciencia. Autor: Oscar olg Mapa del sitio Fuente: phys