Pela primeira vez, um grupo de pesquisa da Universidade de Maryland (UMD) demonstrou os intermetálicos de elementos múltiplos principais em nanoescala (MPEIs) de fase única com até oito metais - completamente desprovidos de crescimento de partículas ou separação de fases - por meio de um novo multi -estratégia de desordem de ordem de elementos. Esta abordagem demonstra uma estratégia geral para sintetizar nanopartículas MPEI, não apenas fornecendo um passo em direção aos intermetálicos octonários, mas também permitindo a síntese de MPEIs em nanoescala.
Os nano-MPEIs são compostos intermetálicos - aproximadamente 4 a 5 nanômetros de diâmetro - compostos de metais multielementares em proporções definidas, em oposição à liga, por exemplo, que possui proporções variáveis. As propriedades e a estrutura cristalina formada por esses compostos intermetálicos são diferentes de seus constituintes.

O estudo, liderado por Liangbing Hu, Herbert Rabin Distinguished Professor of Materials Science and Engineering (MSE) na University of Maryland (UMD) e diretor do Center for Materials Innovation (CMI) – foi publicado em Science Advances

eu> em 28 de janeiro de 2022. Mingjin Cui, ex-assistente do corpo docente de MSE da UMD, atuou como o primeiro autor do trabalho de pesquisa.

"Controlar com precisão o arranjo de ordenamento atômico dentro das nanopartículas é um grande desafio", disse Hu. "Conseguimos as nanopartículas intermetálicas ordenadas multielementares por meio de uma estratégia única de transição de desordem para ordem. A estratégia pode ser estendida para produzir uma biblioteca combinatória de nanomateriais intermetálicos que podem apresentar novas propriedades e aplicações".

Para conseguir isso, o grupo aqueceu rapidamente os precursores de sais metálicos em um substrato de carbono a 1100 K. Uma vez resfriados, eles reaqueceram as nanopartículas por cinco minutos, novamente a 1100 K, para estimular o rearranjo atômico (assim garantindo que os elementos caíssem na ordem correta ), que deu lugar a um arranjo MPEI mais estável. Em seguida, os elementos foram resfriados rapidamente. O resultado foram nanopartículas MPEI ostentando uma estrutura intermetálica com múltiplos elementos.

"O que torna este trabalho especial é que os nano-MPEIs neste caso demonstram alta atividade e estabilidade na catálise", disse Cui. "Nano-MPEIs não foram alcançados anteriormente por química úmida tradicional ou processos de sinterização de longa data."

Esse processo não apenas pode reforçar aplicações em catálise, magnetismo e supercondutores, mas o grupo espera criar uma biblioteca, por assim dizer, de MPEIs de nanopartículas, o que poderia dar lugar a uma nova fronteira de pesquisa e aplicações intermetálicas. + Explorar mais

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