超晶纳米复合材料中的缺陷迁移
材料科学
2025-07-29 v1
摘要
超晶纳米复合材料(SCNCs)是具有独特涌现功能特性的纳米结构杂化材料。鉴于其周期性排列的构建单元，它们也与晶体材料呈现出有趣的相似性。它们可以以多种形式和不同尺度进行加工，并且通过热处理交联其有机配体可显著提升其力学性能。本研究通过X射线和原位扫描透射(STEM)电子显微镜分析，展示了这些加工步骤中的每一步如何在超晶缺陷的产生、迁移、相互作用和修复中发挥独特作用。将SCNCs压制成块状颗粒会导致原本面心立方(fcc)超晶格发生畸变，而乳液模板自组装则会产生具有堆垛层错和尺寸依赖对称性的超粒子(SPs)。有趣的是，在与有机交联相同温度下进行的热处理对平面缺陷有显著影响。分子动力学模拟也证实，堆垛层错会迁移并愈合，并且超晶“晶界”会发生结构变化。在具有如此显著力学性能(抗压强度100-500 MPa)的纳米复合材料中，这些在超晶尺度(数十纳米)上的缺陷重排，为功能化纳米颗粒有序组装体的形成和演化提供了新的见解。
引用
@article{arxiv.2507.20826,
title = {Defect migration in supercrystalline nanocomposites},
author = {Dmitry Lapkin and Cong Yan and Emre Gürsoy and Hadas Sternlicht and Alexander Plunkett and Büsra Bor and Young Yong Kim and Dameli Assalauova and Fabian Westermeier and Michael Sprung and Tobias Krekeler and Surya Snata Rout and Martin Ritter and Satishkumar Kulkarni and Thomas F. Keller and Gerold A. Schneider and Gregor B. Vonbun-Feldbauer and Robert H. Meissner and Andreas Stierle and Ivan A. Vartanyants and Diletta Giuntini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.20826},
year = {2025}
}