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研究人员改进散装金属玻璃纳米结构

图片由Advanced Materials提供,来自“大块金属玻璃纳米结构的引导演变:设计三维电催化表面的平台。”耶鲁大学的科学家已经找到了一种方法来改进大块金属玻璃以改善其电化学性能。这项研究的结果发表在12月22日出版的Advanced Materials上,该研究的基础是化学和环境工程教授AndréD。Taylor。与普通合金相比,块状金属玻璃(BMG),也称为非晶态金属合金,在低温下表现出优异的机械性能和良好的可成形性。已经进行了许多努力来开发用于生物医学装置,高效变压器以及需要高强度材料的产品的这些材料,例如高尔夫球杆。在耶鲁大学教授Jan Schroers的实验室工作中,Taylor率先将BMG用作燃料电池的催化剂。 BMG具有金属的强度,但可以像塑料一样成形,因此它们可以用于形成纳米线并实现高表面积。增加表面积导致电流密度增加,因为所有电化学反应都在表面上。为了巩固这项研究,泰勒实验室着手开发一种使用减法和加成工艺来改进材料的方法。 17篇作者的论文不同寻常,是耶鲁NSF MRSEC界面结构和现象研究中心(CRISP)多年研究和工作的结果。耶鲁大学博士学生Jinyang Li,通用汽车研究员Ryan C. Sekol和坎皮纳斯大学教授Gustavo Doubek是该论文的共同主要作者。 Sekol是泰勒实验室的前成员,Doubek是该实验室的访问学者。 “在我们的第一代产品中,我们能够利用金属玻璃的高成形性展示出高表面积,”Li说。 “对于第二代产品,我们希望使用减法和添加工艺进一步推动这一过程。”添加剂工艺使用所谓的欠电位沉积或电位移来为BMG添加材料。例如,铂和钌的组合是某些应用的理想催化剂,但您不能用它制作金属玻璃。 “我们展示你可以采用一种非常好的,高成形性的金属玻璃,制造纳米线,然后再添加钌,”泰勒说,他将这项工作比作加泰罗尼亚艺术家JoanMíro的作品,他挑战了传统用途材料和工艺。 “现在你不仅限于你的金属的玻璃形成能力。”泰勒说,其他材料可以使用相同的工艺添加。铂没有赝电容特性,允许材料储存电荷,因此它们添加了二氧化锰。 “这是一种廉价材料,但对于赝电容器具有很高的性能,”泰勒说。泰勒说,通过减法工艺,研究人员可以从多组分BMG中消除某些材料,这一过程称为脱合金。不起催化剂作用的较少贵金属从表面浸出。使用该技术,可以由固体结构形成高表面积,或者可以通过电化学循环将纳米线转换成支化树枝状结构。出版物:Gustavo Doubek等,“大规模金属玻璃纳米结构的引导演变:用于设计3D电催化表面的平台”,Advanced Materials,2015; DOI:10.1002 / adma.201504504资料来源:

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