在结晶材料方面的应用
2011-08-03|文章来源: |浏览次数:
 

  从炊具到计算机芯片再到处方药,我们日常生活中的很多材料都是由具有特殊特性的晶体构成的。而材料的特性则多由原子的排列方法决定。对结晶材料来说,原子在单个晶体中如何排列和晶体本身如何排列这两者都很重要。许多现代合成材料都刻意地改变了原子或晶体的排列。

  中子散射测量将使我们对重要材料基本特性的了解更加深入,例如催化剂、离子导体、超导体、合金、陶瓷、水泥、磁铁和放射性废物的形成等。

  散裂中子源所提供的高通量中子将会大大扩展材料科学方面研究的范围。科学家们可以研究更小的样品,例如电子学器件(比如CD播放机等)的多层薄膜结构。这种结构可用于未来的电子器件中,以改进笔记本电脑、喷墨打印机、录像机和蜂窝式电话网络的性能。由纳米粒子、纳米纤维和多层薄膜组成的新材料,也引起了人们越来越多的关注,这将是中子散射技术新的应用领域。

  散裂中子源每隔几分钟(甚至几秒钟)就可以提供一个完整的中子衍射图,使得研究人员能够对发生在蓄电池中的许多过程进行时间跟踪研究。科学家们可以在分子水平追踪物质的行为,比如蓄电池或燃料电池中的快速离子导体发生了怎样的变化;石油和化学工业中的催化剂来说,温度变化对催化剂的影响是怎样的;旋转涡轮叶片升温和变形时,其晶体结构有怎样的变化;水泥吸水时,其微粒发生了怎样的变化;以及压力升高时,置于研究地质用的多砧压具里的土层材料又有怎样的变化。

  未来科技中所用的高性能材料在结构方面更为复杂,但它们能令我们事半功倍,提供更加人性化的环境,使更多的科学幻想变成现实。材料科学和结构化学属于研究的前沿,因此需要不断加强中子散射的应用。