自愈晶体可以改善当今电子产品中使用的材料

—在一项令人惊讶的新研究中，明尼苏达大学双城分校的研究人员发现，他们之前认为降解晶体的电子束辐射实际上可以修复这些纳米结构中的裂纹。

这一突破性的发现为创造更完美的晶体纳米结构提供了一条新途径，这一过程对于提高我们每天使用的几乎所有电子设备中使用的材料的效率和成本效益至关重要。

明尼苏达大学化学工程和材料科学教授、该研究的首席研究员安德烈·姆科扬 (Andre Mkhoyan) 表示：“长期以来，研究纳米结构的研究人员认为，当我们将晶体置于电子束辐射下进行研究时，它们会降解。” 。“我们在这项研究中表明，当我们取出二氧化钛晶体并用电子束照射它时，自然产生的狭窄裂缝实际上会被填充并自行愈合。”

研究人员出于完全不同的原因，在使用明尼苏达大学最先进的电子显微镜研究晶体时偶然发现了这一发现。

“我在电子显微镜下研究晶体中的裂纹，这些裂纹不断被填充，”明尼苏达大学化学工程和材料科学博士郭斯禄说。学生。“这是出乎意料的，我们的团队意识到也许有一些更大的东西我们应该研究。”

在自我修复过程中，晶体的几个原子串联移动并在中间相遇，形成了一种填充裂缝的桥梁。研究人员首次表明，电子束可以建设性地用于逐个原子地设计新型纳米结构。

“无论是晶体中的原子级尖锐裂纹还是其他类型的缺陷，我相信它是我们生长的材料所固有的，但看到 Mkhoyan 教授的团队如何使用电子束修复这些裂纹确实令人惊讶，”伦敦大学说。明尼苏达州化学工程和材料科学教授 Bharat Jalan 是该研究的合作者。

研究人员表示，下一步是引入新的因素，例如改变电子束条件或改变晶体的温度，以找到改进或加速这一过程的方法。

“首先我们发现了，现在我们希望找到更多的方法来设计这个过程，”姆霍扬说。

除了Mkhoyan、Guo和Jalan之外，研究团队还包括明尼苏达大学化学工程和材料科学博士。学生 Sreejith Nair 和前研究生 Hwanhui Yun。

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