En transmissionselektronmikrografbild av en järnanokristall inuti ett kolnanorör och samma sektion efter att en ström har applicerats, vilket får järn -nanopartikeln att klämma in i den intilliggande förträngningen. Kredit:S. Coh et al., Phys. Rev Lett. (2013)
(Phys.org) - Forskare vid University of California, Berkeley, har upptäckt att en nanokristall som rör sig genom ett nanorör på grund av en elektrisk laddning kan passera genom en del av nanoröret som är mindre i diameter än kristallen, utan att smälta eller genomgå kompression. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , laget beskriver hur de observerade en järnanokristall som rör sig genom en smal kanal i ett nanorör utan att dess egenskaper ändras i processen.
Forskare har vetat en tid att om metallkristaller sätts in i ett nanorör, då rör sig kristallerna genom röret om en elektrisk ström appliceras. Kristallernas hastighet och riktning kan kontrolleras genom att modifiera strömmen och riktningen. Dock, som alltid gjordes med nanorör med jämn bredd. I denna nya insats, forskarna skapade ett nanorör som hade en diameter på 20 nm för det mesta av sin längd - men i sitt mellersta avsnitt, de fick nanoröret att dra ihop sig till en diameter på bara 5 nm.
Antagandet var att när en elektrisk laddning applicerades på en järnanokristall som infördes i nanoröret, det skulle stoppas av förträngningen tills antingen kristallen smälte på grund av värmen i den applicerade strömmen, eller klämdes när den tvingades genom det mindre utrymmet. Istället, fann forskarna, genom att titta på ett elektronmikroskop, att kristallen kunde röra sig genom förträngningen innan någon av dem inträffade, utan att genomgå några ändringar alls. Istället, det ordnade helt enkelt om sig själv. De noterade också att kristallen rörde sig genom förträngningen med samma hastighet, oavsett dess längd, så länge strömmen förblev stabil.
Forskarna är inte säkra på exakt hur kristallen kunde röra sig genom förträngningen, men teoretisera att atomer på baksidan av kristallstrukturen på något sätt migrerade, eller sprids framåt - om och om igen tills kristallen hade, i huvudsak, formade sig om på andra sidan blockeringen. Upptäckten av detta fenomen kan leda till nya sätt att syntetisera metallkristaller eller öka deras renhet.
© 2013 Phys.org
