Фуллирены, НеоТекПродакт Фуллирены, НеоТекПродакт Россия, Санкт-Петербург, Петергоф,
Ул. Фабричная, д. 1, лит. А2
E-mail: fullerenes@neotechproduct.ru
Телефон: +7 (812) 365-41-61
Факс: + 7 (812) 412-31-63

Модели плавления кластеров, предсказывают уменьшение температуры плавления кластера, причём температура плавления не совпадает с температурой замерзания. Наиболее проста термодинамическая модель, которая к тому же позволяет проследить за изменениями температуры плавления от изолированного кластера до кластера, находящегося в наноструктуре. С учётом равенства химических потенциалов для твёрдого и жидкого состояния кластера в состоянии плавления изменение температуры плавления для массивного материала и кластера с радиусом R записывается в виде:

Tb – Tm =( 2Tm ) · | asol – aliq ( psol) |⅔

LpsolRsol pliq

Где Tb – температура плавления массивного материала, Tm – температура плавления кластера радиуса R, L – молярная теплота плавления а и р – поверхностное натяжение и платность кластера соответственно.

Это уравнение даёт понижение точки плавления кластера с уменьшением размера кластера по сравнению с массивным материалом , и, кроме того, разность поверхностного натяжения для твёрдого и жидкого состояния максимальна для изолированного состояния кластера. С учётом поверхностного стабилизирующего слоя, в коллоидных кластерах, или межкластерных взаимодействий, как в твёрдотельных наноструктурах, эта разность может убывать до нуля, что приведёт к близости и даже одинаковости температуры плавления кластера и массивного материала (кластер вставлен в твёрдое тело на манер атома).

Весьма поучительно рассмотреть изменение температуры плавления нанокластеров организованных в коллоидные кристаллы, которые обладают слабым межкластерным взаимодействием.

Уменьшение температуры плавления обнаружено с помощью мессбауэровской спектроскопии для гамма- оксида. Среди металлов уменьшение точки плавления кластера было найдено для Au, Ag, Cu, Al, In, Ga, Sn, Bi, Pb.

Совпадение расчётной зависимости с применением термодинамического подхода и экспериментальными данными имеет важный аспект. Наблюдается совпадение вплоть до очень малых кластеров золота , которые имеют размер около 1 нм. Это позволяет сделать важный вывод о границах применимости термодинамики к малым объектам, что затруднительно сделать в границах самой теории. Таким образом результаты свидетельствуют о том, что по крайней мере для кластеров около 1 нм можно прибегать к термодинамическим соотношениям, предполагающим, естественно, наличие некоторого ансамбля составляющих единиц (атомов).


При копировании текста будьте любезны указывать источник:
[ По материалам сайта NeoTechProduct.ru ]

Copyright © NeoTechProduct. Все права защищены.

Valid XHTML 1.0 Transitional