Vous ne pouvez pas dormir parce que le lit est tordu? C'est vrai, la synthèse chimique des nanoparticules magnétiques dans un champ magnétique puissant est comme ça. Dans l'aimant puissant n ° SM2 du Strong Magnetic Field Science Center (Hefei) de l'Académie chinoise des sciences, il a été observé que la synthèse chimique serait affectée par la grosseur et la minceur du récipient de réaction.
Il y a quelques jours, le groupe de recherche Lu Qingyu du Strong Magnetic Field Science Center de l'Académie chinoise des sciences et le groupe de recherche Lu Qingyi de l'Université de Nanjing ont conçu un système de réaction à haute température super-isolé qui peut être directement inséré dans l'hélium liquide avec une ouverture étroite et basse température d'un aimant supraconducteur puissant ( Figure 1), et l'appliquer à la recherche sur la réaction chimique du magnétron.
Figure 1 Un système de contrôle de température à haute température auto-développé qui peut être directement implanté dans l'hélium liquide à ouverture à basse température de l'aimant supraconducteur pour la réaction de décomposition thermique.
Les résultats expérimentaux montrent que le produit obtenu sous un fort champ magnétique est complètement différent du produit d'oxyde obtenu dans l'expérience comparative (chauffage dans un four tubulaire dans un bateau en porcelaine classique sans conditions de champ magnétique).
Qui a provoqué la production de différents produits d'oxydation? L'équipe coopérative a mené une expérience comparative plus rigoureuse: des expériences répétées ont été réalisées dans le réacteur de l'aimant supraconducteur, mais aucun champ magnétique n'a été ajouté, et le produit obtenu à ce moment était exactement le même que le produit obtenu sous le champ magnétique puissant. Le facteur de champ magnétique a été éliminé.
Les chercheurs ont commencé à spéculer: est-ce à cause de la différence entre les récipients chauffants? Parce que le diamètre intérieur de l'aimant supraconducteur est si étroit qu'il ne peut pas accueillir de bateaux en porcelaine dans des conditions normales, un tube en porcelaine de diamètre fin a été spécialement conçu pour placer des échantillons. Est-ce que le contenant et la graisse apparemment non pertinents peuvent être aussi importants que les «célèbres» quantités thermodynamiques de température, de pression, de champ magnétique et déterminer le sort des réactions chimiques? Peut-il même couvrir l'influence d'un champ magnétique puissant sur la croissance des matériaux magnétiques?
Ainsi, l'équipe coopérative a conçu l'expérience pour étudier l'effet du «rapport d'aspect» du réacteur sur la réaction chimique (figure 2). Ils ont obtenu trois types de matériaux nanostructurés avec des compositions différentes, des morphologies différentes et des méthodes d'assemblage différentes dans des conteneurs avec différents rapports d'aspect, respectivement des nanoparticules ZnO / Fe3O4, un réseau de nanotubes Fe3O4 @ ZnO et un réseau de nanotubes FeC @ ZnCN2. Le "diagramme de phases" du produit de la réaction peut même être tracé en fonction des différents "paramètres géométriques" du récipient de réaction (figure 3).
Figure 2 Diagramme schématique du processus de réaction dans un récipient de réaction avec différents rapports d'aspect.
Figure 3 L'effet du rapport d'aspect du récipient de réaction sur les produits de réaction.
En fait, la réaction chimique initialement conçue par l'équipe coopérative consiste à synthétiser des matériaux magnétiques nanostructurés par la réaction de décomposition thermique de précurseurs bimétalliques en forme de feuille sous un fort champ magnétique. Parce que l'unité structurelle des matériaux nanostructurés est de très petite taille, la surface spécifique (surface correspondant au volume unitaire) est grande, les liaisons pendantes sont relativement grandes et contiennent des atomes magnétiques (fer, cobalt, nickel, etc.). , Le rôle de l'arrangement.
Sous un fort champ magnétique, des nanoparticules de FeC @ matériau composite nanotube ZnCN2 ont été générées à 600 ° C (figure 4); un matériau composite austénite / nanoparticule Fe @ nanotube de carbone a été généré à 900 ° C (figure 5).
Figure 4 Spectre XRD, photographie SEM et photographie TEM du produit obtenu à 600 ° C dans le système de réaction à petit tube.
Figure 5 Spectre XRD, photo SEM et photo TEM du produit obtenu à 900 ° C dans le système de réaction à petit tube.
Cependant, la croissance de la structure tubulaire est assez difficile. Les champs magnétiques puissants aident-ils à la croissance des structures tubulaires? À cette fin, l'équipe coopérative a mené une expérience comparative plus rigoureuse: des expériences répétées ont été réalisées dans le réacteur de l'aimant supraconducteur, mais aucun champ magnétique n'a été ajouté.
Cependant, le résultat est surprenant et le produit obtenu à ce moment est exactement le même que celui obtenu sous un fort champ magnétique. Grâce à d'autres expériences avec l'équipe coopérative, il a été découvert que la synthèse chimique sera affectée par l'adiposité du récipient de réaction.
Cette étude prouve que la géométrie du récipient de réaction est également un paramètre thermodynamique réglable indépendamment, qui peut être utilisé pour contrôler la progression des réactions chimiques et la croissance des nanostructures, et est très bon marché. Cela apporte également de nouvelles possibilités pour la synthèse de nouveaux matériaux à l'avenir.
Le travail a été publié sur Composites Part B 161 (2019) 328-335 sous le titre de Croissance confinée dans l'espace de nouveaux composites de réseaux de nanotubes à base de carbone autoportants. Lien de l'article: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.10.047.
Oui, tout le monde a peut-être remarqué que les deux principaux chercheurs travaillant ensemble dans cet article, l'un nommé Lu Qingyu et l'autre nommé Lu Qingyi, ressemblent à une histoire. Lu Qinglu et Lu Qingyi sont une paire de frères et surs. Frère aîné uranium léger, l'uranium léger dans le nom est le type le plus léger de l'élément chimique isotope de l'uranium (U235); soeur iridium léger, iridium léger au nom du type le plus léger de l'élément chimique isotope de l'iridium (Ir191). Le frère aîné étudie la physique et la sur cadette étudie la chimie. La coopération entre la physique et la chimie s'y reflète bien.
Source: Institut Hefei des sciences des matériaux, Académie chinoise des sciences
La
Avertissement: Cet article est reproduit dans le but de transmettre plus d'informations. Si la source est mal indiquée ou viole vos droits légaux, veuillez contacter l'auteur avec une preuve de propriété, nous la corrigerons et la supprimerons à temps, merci.
Source: Voix de l'Académie chinoise des sciences
