Miez nanocristalin amorf: O structură materială nouă

Miez nanocristalin amorf (ANCC) este o nouă structură de material fascinantă care a atras o atenție semnificativă în ultimii ani datorită proprietăților sale unice și potențialelor aplicații. Această structură cuprinde un miez cristalin înconjurat de o înveliș amorf, oferind o combinație a avantajelor atât ale materialelor cristaline, cât și ale materialelor amorfe.

Miezul cristalin al unui ANCC oferă materialului rezistență mecanică, conductivitate electrică și stabilitate termică, în timp ce carcasa amorfă contribuie la o rezistență sporită la coroziune, rezistență la uzură și biocompatibilitate. Interfața dintre miezul cristalin și învelișul amorf joacă un rol crucial în determinarea proprietăților generale ale materialului.

Proprietățile unice ale ANCC sunt rezultatul mai multor factori, printre care:

Efecte de dimensiune: La scară nanometrică, proprietățile materialelor se pot abate semnificativ de la cele ale omologilor lor în vrac datorită efectelor de izolare cuantică și a raportului crescut suprafață-volum.
Efecte de interfață: interfața dintre fazele cristaline și amorfe poate introduce deformare, defecte și stări electronice localizate care pot influența proprietățile materialului.
Gradienți compoziționali: compoziția cochiliei amorfe poate fi adaptată pentru a obține proprietăți specifice, cum ar fi aderență îmbunătățită sau proprietăți de barieră.

Metode de sinteză
Au fost dezvoltate mai multe metode pentru sintetizarea ANCC-urilor, inclusiv:

Procesul sol-gel: Această metodă implică hidroliza și condensarea alcoxizilor metalici pentru a forma un sol, care este apoi transformat într-un gel. Gelul poate fi tratat termic pentru a forma un ANCC.
Depunere chimică de vapori: în această metodă, un precursor de vapori este descompus pe un substrat încălzit pentru a forma o peliculă subțire. Controlând cu atenție condițiile de depunere, este posibil să se producă ANCC.
Aliare mecanică: Această tehnică implică sudarea, fracturarea și resudarea repetată a particulelor de pulbere într-o moară cu bile de înaltă energie.

Acest proces poate fi utilizat pentru a produce aliaje nanocristaline cu o înveliș amorf.
Aplicații
ANCC-urile au o gamă largă de aplicații potențiale, inclusiv:

Cataliza: suprafața mare și proprietățile electronice unice ale ANCC-urilor le fac candidați promițători pentru aplicații catalitice.
Stocarea energiei: ANCC-urile pot fi utilizate ca electrozi în baterii și supercondensatori datorită suprafeței lor mari și cineticii rapide de transfer de încărcare.
Materiale biomedicale: Biocompatibilitatea și rezistența la coroziune a ANCC-urilor le fac potrivite pentru utilizarea în implanturi și dispozitive biomedicale.
Acoperiri: Acoperirile ANCC pot fi utilizate pentru a îmbunătăți rezistența la uzură, rezistența la coroziune și duritatea diferitelor substraturi.