电磁悬浮使纳米材料成形

为了让金属纳米材料兑现其对能源和电子产品的承诺，它们需要从字面上看。为了提供可靠的机械和电气特性，纳米材料必须具有一致、可预测的形状和表面，以及可扩展的生产技术。加州大学河滨分校的工程师正在通过在磁场内蒸发金属来引导金属原子重新组装成可预测的形状来解决这个问题。该研究发表在《物理化学快报》上。

纳米材料由 1-100 纳米的颗粒制成，通常在液体基质中产生，这对于批量生产应用来说是昂贵的，并且在许多情况下不能制造纯金属，例如铝或镁。更经济的生产技术通常涉及气相方法，以产生从蒸汽中冷凝的颗粒云。这些都缺乏控制。

Reza Abbaschian，杰出的机械工程教授;Michael Zachariah，加州大学河滨分校马兰和罗斯玛丽伯恩斯工程学院化学与环境工程杰出教授;联手在气相中用铁、铜和镍制造纳米材料。他们将固体金属放在一个强大的电磁悬浮线圈中，将金属加热到熔点以上，使其蒸发。金属液滴悬浮在线圈内的气体中，并按照它们对磁力的固有反应确定的方向移动。当液滴结合时，它们以有序的方式结合，研究人员了解到他们可以根据金属的类型以及它们施加磁场的方式和位置进行预测。

铁和镍纳米粒子形成线状聚集体，而铜纳米粒子形成球状簇。当沉积在碳膜上时，铁和镍聚集体赋予薄膜多孔表面，而碳聚集体赋予其更致密、坚固的表面。碳膜上材料的质量在更大范围内反映了每种纳米颗粒的特性。

因为该领域可以被认为是一个“附加物”，所以这种方法可以应用于任何结构很重要的气相纳米粒子生成源，例如用于磁屏蔽的聚合物复合材料中的填料，或用于改善电气或机械性能。

“这种‘场定向’方法使人们能够操纵组装过程并将所得粒子的结构从高分形维数对象更改为低维弦状结构。场强可用于操纵这种排列的程度，”撒迦利亚说。

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