纳米材料 必须具有一致且可预测的形状和表面以及可扩展的生产技术,以提供可靠的机械和电气性能。工程师通过在磁场中蒸发金属来引导金属原子重新排列成可预测的形状来解决此问题。一项与该领域相关的研究已发表在《物理化学快报》上。纳米材料由大小在 1 到 100 纳米之间的粒子组成,这些粒子通常在液体基质中生成,这种基质对于大规模生产应用来说成本高昂,并且在许多情况下不是由铝或镁等纯金属制成的。最经济的生产技术通常涉及气相方法来形成从蒸汽中凝结的粒子云。
机械工程杰出教授 Reza Abbaschian 和加州大学河滨分校 Marlan 和 Rosemary Bourns 工程学院化学与环境工程杰出教授 Michael Zachariah 联手在气相中生产铁、铜和镍纳米材料。他们将固体金属放入强大的电磁悬浮线圈中,将金属加热到熔点以上并蒸发。然后,金属液滴漂浮在线圈内的气体中,其方向由其对磁力的固有反应以及施加磁场的位置决定。纳米颗粒形成丝状聚集体,而铜纳米颗粒形成球形簇。当沉积在碳膜上时,铁和镍聚集体使薄膜具有多孔表面,而碳聚集体使薄膜具有多孔固体表面。每种纳米颗粒的性质都在碳膜上以更大的尺度反映出来。
由于场可以被认为是一种“补充”,这种方法可以应用于任何以结构为重的气相纳米粒子生成源。这种场导向方法可以让你操纵组装过程,并将生成的粒子结构从高维分形对象更改为低维链状结构。