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科学家发明冶炼新工艺 让铜拥有与金类似的特性

来源:cnBeta.COM   更新时间:2019-01-03 09:38:24    

  作为地球上最受追捧的材料之一,这种金属拥有一系列优异的特性,在各行各业的运用甚是广泛。然而作为一种贵金属,其原材料成本也相当高昂。那么有没有一种方法,可以让储量更丰富的材料(比如铜),拥有与之类似的特性呢?好消息是,尽管中国科学家尚未迈过这个里程碑,但已经在一定程度上实现了这个目标。


研究配图-1:特殊处理后的Cu/SiO2晶体的化学性状

  在发表于《科学进展》(Science Advanced)期刊上的一篇新文章中:

  中国研究团队解析了他们是如何借助一股带电的氩气来对抗铜原子,使后者在冷却后形成的微小颗粒,能够在极端应力下呈现与金非常相似的特性。


究配图-2:铜的电子结构

  研究人员对新形成的铜纳米颗粒的特性,进行了一番工艺测试:

  该工艺通常被用于保持更具价值的金属(比如纯金),不过改变了化学性质的新式冶铜工艺,已证明能够让纯铜扮演类似金银的催化剂。


研究配图-3:溅射铜的抗氧化能力,与类金属性能。

  其标志着“金类似物”研究的重大突破,或改变贵金属在工业领域的使用方式。

  论文一作Sun Jian在一份声明中称——铜纳米粒子的催化性能,与金/银非常接近。实验结果表明,被特殊工艺处理过的金属铜(曾经的‘野鸡’),可以‘飞上枝头变凤凰’。


研究配图-4:在各种评估条件下的Cu/SiO2催化性能

  人们日常接触到的黄金,多是在金饰品店的橱窗中。但得益于独特的性质,它在工业领域也相当受欢迎。

  遗憾的是,潜在的稀缺性,导致了黄金成本的高企。如果科学家能够轻易生产出与黄金类似的替代品,即有望节省大量的成本。


研究配图-5:DFT计算与反应路径示意

  需要指出的设计,本文介绍的铜处理工艺,并不会让纯铜拥有与黄金一样的色泽。

  然而研究人员赋予铜粒子在特定条件下、具有像黄金一样的特性,这项进展还是让我们激动不已。至于未来的发展,还请拭目以待。


研究配图-6:四条路径下的分子级表面特性

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