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美国极高压下纳米技术获突破 有望制造新材料

发布时间：2014/5/23 0:02:05

      美国科学家在极高压下测量纳米材料的结构方面取得重大突破，首次解决了为金纳米晶体结构成像的高能X射线束严重扭曲问题，有望引导科学家们在高压下制造出新的纳米材料，也有助于人们更好地理解行星内部发生的一切。*新技术发表在4月9日出版的《自然•通讯》杂志上。

该研究论文的主要作者、卡内基研究院高压协同联盟的杨文阁（音译）解释道：“了解高压对金纳米晶体等样本影响的*方式，是使用由同步加速辐射源产生的高能X射线。同步加速器能产生高相干的X射线，用于三维成像，其*度为几十纳米。这有别于用于化学检测的不相干的X射线成像，其空间分辨率仅为微米级。但这种相干的高能X射线束在高压下会严重扭曲。”

该研究团队发现，通过对同样晶体使用不同样本排列方式的散射模式进行平均，且通过使用由英国伦敦纳米技术中心的科学家研发的算法，他们能修正这种扭曲并将空间分辨率提升2个数量级。

研究人员在美国阿贡国家实验室的*光子源中心进行了该成像实验，他们让一个400纳米的金晶体承受从海平面气压8000倍到6.4万倍的重压，后者的压力程度接近位于地球外核和地壳之间的上地幔的压力。该研究团队发现，刚开始和他们预想的一样，晶体的边角变得尖利并被拉紧，但完全出人意料之外的是，如果继续加压，这种拉紧就完全消失了。当压力达到*大值时，该晶体变圆了。

杨文阁说：“金纳米粒子是非常有用的物质。同其他微米大小的粒子相比，它们的硬度要高60%，它们对制造先进的分子电极、纳米尺度的涂料以及其他先进工程材料至关重要。因此，新技术对这些领域的发展非常关键。”

鲁滨逊说：“现在，光束的扭曲问题已得到解决，我们可以研究高压下纳米晶体结构的变化，而且，也有望解答为什么纳米晶体在重压下硬度会比大块材料多60%这一问题。”