Science:納米粒子新成員——混合金屬納米粒子

在3月30日《Science》雜志的封面文章中，來自約翰霍普金斯大學和其他三所大學的研究人員報告說，他們的新技術使他們能夠將多種金屬結合在一起，其中還包括那些通常被認為無法結合的金屬。研究人員表示，這一過程創造了新型穩定的納米粒子，這種納米粒子可以在化學和能源行業中得到很好的應用。

許多工業產品，如化肥和塑料，都需要在制造過程中借助催化劑的幫助加速化學反應。 金屬合金納米粒子（從十億分之一米到百億分之一米的粒子）微小的尺寸是成功的關鍵。然而，截至目前為止，只有一小部分的納米粒子達到了要求，這是因為將完全不同的金屬組合成一種合金時時，會產生許多限制。當使用催化劑將粒子縮小到微觀納米尺寸時，問題就更加難以解決了。

而這種新型納米粒子制造方法利用沖擊波將金屬加熱到2000開爾文（超過3140華氏度）甚至更高的高溫，這種加熱速度極快，可以在幾毫秒的時間內完成加熱和冷卻過程。這些金屬在高溫的作用下融化結合在一起，形成了金屬小液滴，然后迅速冷卻形成了同質的納米粒子。這種被稱為高熵-合金納米粒子的新材料，有望在與工業相關的化學反應中得到廣泛的應用，并且提高能源使用效率。

約翰霍普金斯大學化學和生物分子工程助理教授、該研究的共同作者之一Chao Wang說：“這種方法可以創造出自然界中不存在的金屬新組合，并且在其他方面也是獨一無二的。” Wang的研究小組基于這些高熵合金納米顆粒設計出了五金催化劑，這種催化劑在氨氧化氮的選擇性氧化反應方面表現出了卓越的催化性能，這種氧化反應通常用于化學工業中硝酸的制造，而硝酸則是大規模生產肥料的重要化學物質。