p Químicos da Faculdade de Artes e Ciências descobriram como sintetizar nanomateriais com interfaces semelhantes ao aço inoxidável. Sua descoberta pode mudar a forma como a forma e a estrutura dos nanomateriais são manipuladas, particularmente aqueles usados ​​para armazenamento de gás, catálise heterogênea e baterias de íon-lítio. p As descobertas são o assunto de um artigo de 24 de julho na revista. Pequena , co-autoria do professor associado Mathew M. Maye e do assistente de pesquisa Wenjie Wu G'11, G'13.

p Até agora, os cientistas usaram muitas abordagens de química úmida - conhecidas coletivamente como síntese coloidal - para manipular as reações nas quais os íons metálicos formam ligas em nanoescala. Aqui, nanopartículas de metal têm tipicamente 2 a 50 nanômetros de tamanho e propriedades altamente exclusivas, incluindo várias cores, alta reatividade e química inovadora.

p Maye e Wu fazem parte de uma equipe crescente de químicos e cientistas de materiais internacionais que desenvolvem novas maneiras de alterar o tamanho, forma e composição das nanopartículas.

p "Na SU, desenvolvemos uma nova via sintética para adaptar a microestrutura interna dos nanomateriais, "diz Maye, cuja pesquisa abrange química inorgânica, catálise, Ciência de materiais, automontagem e biotecnologia.

p A abordagem de Maye começa com um núcleo de nanopartículas de ferro pré-sintetizado. Depois de sintetizar o núcleo em sua forma metálica cristalina, ele e Wu depositam quimicamente camadas finas de cromo no ferro. Quando as nanopartículas de "núcleo / casca" são expostas a altas temperaturas, eles recozem. Além disso, o ferro e o cromo se difundem um no outro, formando uma concha de liga de ferro-cromo. Assim, o produto "núcleo / liga" tem uma interface semelhante a algumas formas de aço inoxidável.

p Como o aço inoxidável é conhecido por sua resistência à oxidação, o grande desafio para Maye e Wu foi descobrir como as nanopartículas lidam com esse processo.

p "Descobrimos que as nanopartículas exibem um comportamento único quando oxidadas, "ele diz." Um fino, formas de concha de óxido de ferro-cromo, deixando para trás um núcleo de ferro não oxidado. Ainda mais interessante é o fato de que um vazio se forma, separando o núcleo da casca. Este fenômeno é conhecido na ciência dos materiais como difusão de Kirkendall, ou coalescência de vacância. "

p Este tipo de trabalho, ele adiciona, não seria possível sem a microscopia eletrônica de alta resolução, Difração de raios-X e medições magnéticas.

p Embora a fabricação de "núcleo / liga" seja uma nova abordagem, pode permitir formas mais diversas de nanomateriais de liga.

p "A maioria das ligas que consideramos natural na macroescala, como aço, são difíceis de fabricar em nanoescala, devido à facilidade de oxidação e outras condições específicas que são necessárias, "diz Maye." Nossa abordagem pode abrir novas portas. "

p Recebeu muitas honras e prêmios, incluindo o Prêmio Presidencial de Início de Carreira para Cientistas e Engenheiros, Maye ingressou no corpo docente da SU em 2008.

p Wu, cuja experiência abrange a síntese de nanomateriais, foi o aluno de pós-graduação líder no projeto. Em agosto, ela ganha um Ph.D. em química inorgânica de SU.