IT之家 11 月 26 日消息,日常生活中,我們常會見到水龍頭的水柱在流速降低時斷成串珠狀的液滴,這就是 19 世紀發(fā)現的一種典型的普拉托-瑞利不穩(wěn)定性現象,其廣泛存在于包括氣體吸附物、液體、聚合物以及熔融態(tài)金屬納米線等體系中。
中國科學技術大學俞書宏院士團隊在一類銀基硫屬化合物(Ag2E,E = S 或 Se)軟晶格離子晶體中發(fā)現了類似于傳統(tǒng)流體的普拉托-瑞利不穩(wěn)定性現象,并以此建立了受表面能與界面能共同調控的自限制化學轉化新方法,實現了一維周期性同軸異質納米線的精準普適合成,豐富和發(fā)展了無機納米異質結構的精準合成方法學。

該研究成果已于 11 月 22 日以“Plateau-Rayleigh instability in soft-lattice inorganic solids”為題發(fā)表在《美國化學會志》上(IT之家附 DOI:10.1021 / jacs.4c11866)。
研究人員與中國科學技術大學侯中懷教授、江慧軍副研究員團隊合作,進行了有限元分析與分子動力學模擬研究。
有限元分析結果表明,該轉變過程受體系的表面能與界面能共同調控,隨著轉化過程進行,體系表面能升高,界面能降低,體系最終從亞穩(wěn)態(tài)轉變?yōu)榱藷崃W穩(wěn)定態(tài)。
分子動力學模擬結果顯示,相比于體相 Ag2S,亞納米厚的 Ag2S 薄層具有更高的離子擴散速率,從而保證了晶格的流動性。因此,在熱力學與動力學的共同影響下,這類軟晶格無機固體表現出了類似于傳統(tǒng)流體的普拉托-瑞利不穩(wěn)定性行為。
官方表示,該工作拓展了無機固體中的瑞利不穩(wěn)定性概念,為制備納米顆粒以及具有明確組分、結構、界面和空間排列的高階周期性納米結構提供了嶄新思路,同時也為今后探索其它軟晶格固體(如鈣鈦礦等)中的類流體行為與可控圖案化提供了可能。