美国桑迪亚国家实验室的科学家借助隧道扫描显微镜和低能电子显微镜,观察到了锡原子和铜原子形成青铜合金的过程。
据新一期《科学》杂志报道,科学家先将成千上万个锡原子一个接一个地铺在铜的表面,结果发现在室温下,铜表面的原子不停地摇晃并使锡原子像会跳舞的粒子般跳动起来,直至锡原子在铜表面形成形状较大的二维晶簇或“锡岛”。与此同时,“锡岛”将把铜原子掘起,并让锡原子填补铜原子留下的空位。
由于锡原子比铜原子大,它们在进入铜表面时会形成一个凸起,这一凸起会顶起“锡岛”,使它滑向没有被锡原子“入侵”的铜表面。几分钟后“锡岛”消失,所有锡原子都被吸收到了铜里,形成青铜合金。科学家们分析说,电子衍射和凸起是锡原子与铜相互作用过程的基础。
据悉,在发现锡原子“会跳舞”后,科学家有望利用这种化学动力系统开发出高效率的纳米级马达,合成所需形状的纳米级合金。