Unique surface patterns emerging during solidification of liquid metal alloys

材料科学 成核 纳米尺度 层状结构 相变 分子动力学 微观结构 化学物理 纳米技术 合金 冶金 热力学 化学 物理 计算化学
作者
Jianbo Tang,Stephanie Lambie,Nastaran Meftahi,Andrew J. Christofferson,Jiong Yang,Mohammad B. Ghasemian,Jialuo Han,Francois‐Marie Allioux,Md. Arifur Rahim,Mohannad Mayyas,Torben Daeneke,C. F. McConville,Krista G. Steenbergen,Richard B. Kaner,Salvy P. Russo,Nicola Gaston,Kourosh Kalantar‐Zadeh
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:16 (4): 431-439 被引量:147
标识
DOI:10.1038/s41565-020-00835-7
摘要

It is well-understood that during the liquid-to-solid phase transition of alloys, elements segregate in the bulk phase with the formation of microstructures. In contrast, we show here that in a Bi–Ga alloy system, highly ordered nanopatterns emerge preferentially at the alloy surfaces during solidification. We observed a variety of transition, hybrid and crystal-defect-like patterns, in addition to lamellar and rod-like structures. Combining experiments and molecular dynamics simulations, we investigated the influence of the superficial Bi and Ga2O3 layers during surface solidification and elucidated the pattern-formation mechanisms, which involve surface-catalysed heterogeneous nucleation. We further demonstrated the dynamic nature and robustness of the phenomenon under different solidification conditions and for various alloy systems. The surface patterns we observed enable high-spatial-resolution nanoscale-infrared and surface-enhanced Raman mapping, which reveal promising potential for surface- and nanoscale-based applications. During a liquid-to-solid phase transition, a Bi–Ga alloy forms ordered nanostructured patterns on its surface.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
脑洞疼应助美好向彤采纳,获得10
1秒前
小肉包发布了新的文献求助10
1秒前
子文完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
zc完成签到,获得积分10
2秒前
coolru发布了新的文献求助10
2秒前
mon完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
王小聪明完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Gengar完成签到,获得积分10
5秒前
orixero应助猪猪hero采纳,获得20
5秒前
田様应助活泼忆曼采纳,获得10
5秒前
Javen发布了新的文献求助10
5秒前
qbz完成签到 ,获得积分10
6秒前
Ashley发布了新的文献求助10
7秒前
土拨鼠鼠o发布了新的文献求助10
7秒前
小肉包完成签到,获得积分10
7秒前
564654SDA完成签到,获得积分10
7秒前
香蕉觅云应助羊羊采纳,获得10
8秒前
卞卞发布了新的文献求助10
8秒前
妮妮完成签到,获得积分10
9秒前
Alicia发布了新的文献求助10
9秒前
HUAT应助直率的听露采纳,获得10
11秒前
寒鸦少年完成签到,获得积分10
11秒前
桐桐应助gougoutu采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
Owen应助拉基采纳,获得10
14秒前
陈倩完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
冷酷的罡完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
研友_VZG7GZ应助www采纳,获得10
17秒前
猪猪hero发布了新的文献求助20
18秒前
香蕉觅云应助阿吟采纳,获得10
18秒前
热心焦完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les chinois de jakarta: temples et vie collective 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Social Psychology 800
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7647464
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9219701
关于积分的说明 19787401
捐赠科研通 7212479
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3277387
关于科研通互助平台的介绍 2438726
邀请新用户注册赠送积分活动 2275722