Distribuição desigual de cepas induz degeminação em nanopartículas penta-geminadas

Nanopartículas geminadas possuem regiões de simetria clara que compartilham a mesma rede cristalina, separadas por um limite claro. A alteração da estrutura gêmea pode afetar as propriedades das nanopartículas, o que torna o controle da geminação para criar nanomateriais personalizados uma área ativa de pesquisa.

Os pesquisadores estudaram nanopartículas de ouro penta-gêmeas sob um feixe de elétrons e observaram diretamente o deslizamento parcial do deslocamento pela primeira vez. Combinado com simulações de dinâmica molecular, a equipe descobriu que a distribuição desigual de deformação entre as unidades gêmeas induz deslizamento de deslocamento, orientação de plano e eventual desentrelaçamento nas nanopartículas.

O estudo é publicado em Nano-letras.

Os nanocristais geminados possuem propriedades físicas e químicas únicas, tornando a geminação um parâmetro importante no design de materiais. O desenvolvimento de abordagens práticas para controlar a geminação e as estruturas geminadas requer a compreensão da geminação e da desgeminação a nível atómico, o que ainda falta.

Ao visualizar com precisão a estrutura e as transformações nas nanopartículas penta-geminadas e interpretar essas informações com a ajuda de simulações em escala atômica, os pesquisadores foram capazes de detalhar mais claramente a interação entre a difusão superficial, o relaxamento da tensão de tração, a evolução da morfologia e a degeminação. Esta visão pode ajudar a orientar esforços futuros no controle da geminação e da geminação em nanopartículas de ouro.

Estruturas gêmeas possuem propriedades físicas e químicas distintas em virtude de suas configurações específicas. No entanto, os processos de geminação e degeminação não são totalmente compreendidos à escala atómica.

Ao integrar microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução in situ e simulações de dinâmica molecular, os pesquisadores descobriram que a tensão de tração em gêmeos quíntuplos assimétricos de nanopartículas de ouro leva à migração de limites gêmeos por meio do deslizamento de deslocamento (deslizamento de uma camada atômica) ao longo dos limites gêmeos e reações de deslocamento. no eixo quíntuplo sob um feixe de elétrons.

As barreiras energéticas governam a migração de uma ou duas camadas dos planos gêmeos. O relaxamento da energia total, incluindo a superfície, a deformação da rede e a energia dos limites gêmeos, após a migração consecutiva dos limites gêmeos, leva a um processo de desentrelaçamento. Além disso, o rearranjo da superfície de nanopartículas geminadas quíntuplas pode auxiliar no processo de desgemação.

Ao compreender melhor os processos que afetam a geminação em nível atômico, os pesquisadores podem controlar com mais precisão a estrutura e as propriedades das nanopartículas geminadas.