據(jù)最新一期《化學(xué)》雜志報(bào)道，美國布朗大學(xué)研究人員開發(fā)出一種粉碎單個金屬納米團(tuán)簇的方法，與傳統(tǒng)的硬化技術(shù)完全不同，可使形成的金屬的硬度比天然結(jié)構(gòu)金屬高出4倍。

材料的硬度一般是指其在受力或壓力下，抗刮擦或彎曲變形的性能。對于金屬而言，其硬度通常取決于組成它的微小顆粒的大小，顆粒越小，金屬越硬。

研究人員指出，錘擊和其他硬化方法都是改變顆粒結(jié)構(gòu)的“自上而下”的方法，很難控制最終的顆粒尺寸。新方法則是“自下而上”：首先通過化學(xué)處理創(chuàng)建出納米顆粒材料，然后在中等壓力下將這些納米顆粒融合在一起，由此制造的金屬具有均勻的顆粒尺寸，可對其進(jìn)行精確調(diào)整以增強(qiáng)性能。

金屬表面通常被稱為“配體”的有機(jī)分子覆蓋，會阻止金屬顆粒牢固地結(jié)合。研究人員開發(fā)了一種化學(xué)處理方法，可以去除這些配體，從而使金屬納米顆粒在壓力燒結(jié)過程中可以自由地融合在一起。

研究人員使用這種方法，用金、銀和鈀等不同金屬的納米顆粒制成了粗糙的“硬幣”。經(jīng)過測試，證明它們比天然結(jié)構(gòu)要堅(jiān)硬得多，金幣的堅(jiān)硬程度高達(dá)原來的4倍。研究人員還發(fā)現(xiàn)，利用該技術(shù)制成的新金屬硬幣，具有與標(biāo)準(zhǔn)金屬幾乎相同的導(dǎo)電性和光反射率，但是它們的光學(xué)性能發(fā)生了巨大變化。

在另一項(xiàng)測試中，研究人員使用新技術(shù)制成了金屬玻璃。就像人們更熟悉的眼鏡一樣，這些材料具有無定形的晶體結(jié)構(gòu)，使它們更容易成型，并且比常規(guī)金屬更堅(jiān)固。

目前，研究人員已為該技術(shù)申請了專利，正在尋求將其商業(yè)化。由于化學(xué)處理相對容易，他們相信利用該技術(shù)的生產(chǎn)工藝在制造超硬涂層、電極或其他金屬部件上具有巨大的潛力。(記者馮衛(wèi)東)