作為地球上最受追捧的材料之一,這種金屬擁有一系列優(yōu)異的特性,在各行各業(yè)的運(yùn)用甚是廣泛。然而作為一種貴金屬,其原材料成本也相當(dāng)高昂。那么有沒有一種方法,可以讓儲量更豐富的材料(比如銅),擁有與之類似的特性呢? 好消息是,盡管中國科學(xué)家尚未邁過這個里程碑,但已經(jīng)在一定程度上實現(xiàn)了這個目標(biāo)。
研究配圖 - 1:特殊處理后的 Cu/SiO2 晶體的化學(xué)性狀
在發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advanced)期刊上的一篇新文章中:
中國研究團(tuán)隊解析了他們是如何借助一股帶電的氬氣來對抗銅原子,使后者在冷卻后形成的微小顆粒,能夠在極端應(yīng)力下呈現(xiàn)與金非常相似的特性。
研究配圖 - 2:銅的電子結(jié)構(gòu)
研究人員對新形成的銅納米顆粒的特性,進(jìn)行了一番工藝測試:
該工藝通常被用于保持更具價值的金屬(比如純金),不過改變了化學(xué)性質(zhì)的新式冶銅工藝,已證明能夠讓純銅扮演類似金銀的催化劑。
研究配圖 - 3:濺射銅的抗氧化能力,與類金屬性能。
其標(biāo)志著“金類似物”研究的重大突破,或改變貴金屬在工業(yè)領(lǐng)域的使用方式。
論文一作 Sun Jian 在一份聲明中稱 —— 銅納米粒子的催化性能,與金/銀非常接近。實驗結(jié)果表明,被特殊工藝處理過的金屬銅(曾經(jīng)的‘野雞’),可以‘飛上枝頭變鳳凰’。
研究配圖 - 4:在各種評估條件下的 Cu/SiO2 催化性能
人們?nèi)粘=佑|到的黃金,多是在金飾品店的櫥窗中。但得益于獨(dú)特的性質(zhì),它在工業(yè)領(lǐng)域也相當(dāng)受歡迎。
遺憾的是,潛在的稀缺性,導(dǎo)致了黃金成本的高企。如果科學(xué)家能夠輕易生產(chǎn)出與黃金類似的替代品,即有望節(jié)省大量的成本。
研究配圖 - 5:DFT 計算與反應(yīng)路徑示意
需要指出的設(shè)計,本文介紹的銅處理工藝,并不會讓純銅擁有與黃金一樣的色澤。
然而研究人員賦予銅粒子在特定條件下、具有像黃金一樣的特性,這項進(jìn)展還是讓我們激動不已。至于未來的發(fā)展,還請拭目以待。
研究配圖 - 6:四條路徑下的分子級表面特性
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