Forskningen publicerad i Naturkommunikation försökte svara på en enkel fråga - hur smälter nanopartiklar? Även om denna fråga har varit i fokus för forskare under det senaste århundradet, det är fortfarande ett öppet problem – initiala teoretiska modeller som beskriver smältning är från omkring 100 år, och även de mest relevanta modellerna är cirka 50 år gamla.

Professor Richard Palmer, som ledde teamet baserat på University's College of Engineering sa om forskningen:"Även om smältbeteende var känt för att förändras på nanoskala, hur nanopartiklar smälter var en öppen fråga. Med tanke på att de teoretiska modellerna nu är ganska gamla, Det fanns ett tydligt fall för oss att utföra våra nya bildexperiment för att se om vi kunde testa och förbättra dessa teoretiska modeller."

Forskargruppen använde guld i sina experiment eftersom det fungerar som ett modellsystem för ädelmetaller och andra metaller. Teamet kom fram till sina resultat genom att avbilda guld nanopartiklar, med diametrar från 2 till 5 nanometer, via aberrationskorrigerat sveptransmissionselektronmikroskop. Deras observationer stöddes senare av storskaliga kvantmekaniska simuleringar.

Professor Palmer sa:"Vi kunde bevisa beroendet av nanopartiklarnas smältpunkt på deras storlek och för första gången direkt se bildandet av ett flytande skal runt en fast kärna i nanopartiklarna över ett brett område med förhöjda temperaturer, faktiskt i hundratals grader.

"Detta hjälper oss att beskriva exakt hur nanopartiklar smälter och att förutsäga deras beteende vid förhöjda temperaturer. Detta är ett vetenskapligt genombrott inom ett område vi alla kan relatera till - smältning - och kommer också att hjälpa dem som producerar nanotekniska enheter för en rad praktiska och vardagliga använder, inklusive medicin, katalys och elektronik."