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金在纳米尺度下“性情大变”
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科普：金在纳米尺度下“性情大变” -------------------------------------------------------------------------------- 作者:张忠霞 发表时间:2008-03-05 摘自:新华网 在正常尺度下，金是出了名的“极不活泼的”金属之一，不易被氧化，也不易被腐蚀。但美国科学家最新研究发现，金在纳米尺度下会“性情大变”，一切似乎都变得皆有可能。 他们发现，进入纳米尺度后，金的结构会发生奇异变化，还能具有磁性，甚至发生“金属—绝缘体”转化现象。 “在纳米尺度下，连金都变成了一种强效催化剂，表现出了全新的、令人吃惊的化学、机械、电子和磁特性，而且这些特性根本不可能从正常的大尺度下推断或预测，”美国佐治亚理工学院的物理学家乌齐·兰德曼说。 兰德曼等人最近在《物理评论通讯》杂志上发表论文说，他们把仅有２０个原子的金纳米簇吸附在氧化镁薄膜表面，然后外加一个电场。结果发现，金纳米簇从三维的金字塔结构变成了二维平面结构。当撤除电场或者改变电场方向时，金纳米簇又会变回三维金字塔结构。科学家认为，金在纳米尺度下的这种形态变化，是由于金纳米簇和氧化镁薄膜交界面处过量电荷积聚造成的。 他们还发现，在外加电场作用下，被吸附在氧化镁薄膜表面的金纳米簇化学特性也发生了明显变化，其低温催化作用增强，使一氧化碳更容易被氧化成二氧化碳。 在另外一项实验中，科学家发现，金纳米线在有氧条件下被拉伸也会有惊人表现。假如嵌入的是氧原子，金纳米线中的金原子能和旁边的氧原子之间形成磁矩，出现磁性。假如嵌入的是氧分子，就像是为金纳米线添加了“橡皮筋”的特性，使其能被拉伸得比正常情况下更长。在一定长度内，被拉伸的氧化的金纳米线仍能像纯金纳米线一样导电，但超过这一长度它就会变成绝缘体。氧化的金纳米线轻微收缩后，又能恢复导电性。这是科学家首次发现纳米尺度下的“金属－绝缘体”转化现象。 科学家说，上述发现具有重要意义，有关研究结果将来有望作为参数来控制纳米尺度下一些材料的特性，有可能用于开发纳米催化剂和控制“金属－绝缘体”转换的纳米开关等。 |
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