
通过最先进的散射仪器进行的实验表明,纳米复合材料在X射线散射中呈现出一种独特的无序现象。借助先进的模拟技术,一项新的研究揭示了这种现象可能是由不同形状和大小的纳米颗粒之间的相互作用所导致的。
小角度X射线和中子散射是研究分子和纳米颗粒结构的有效工具。然而,实验结果显示,一些纳米复合材料中纳米颗粒的结构出乎意料地缺乏规律性——这些材料的分子骨架是通过纳米颗粒与聚合物的预吸附处理形成的。
法国蒙彼利埃大学的Anne-Caroline Genix和Julian Oberdisse在《欧洲物理期刊E》上详细介绍了一种新方法,他们指出,这种散射模式的形成是由于不同形状和大小的纳米颗粒之间的相互作用。
这对研究者的发现强调了小角度散射技术的快速发展,也为研究人员提供了改进纳米复合材料研究技术的机会,这些技术可应用于微型电子、生物组织工程以及轻质高强度航空材料等领域。
当X射线束或中子束与材料样品中的原子相互作用时,产生的动量转移使它们以特定的模式散射,这些模式随样品的分子结构而变化。近年来,测量这种散射的仪器得到了显著提升,提供了更快的数据采集以及对粒子速度和方向变化的更精确和广泛的测量。
在他们最近的研究中,Genix和Oberdisse利用这一技术研究了高浓度聚合物基纳米复合材料的结构。众所周知,在高纳米颗粒浓度下,粒子间的相互作用会改变散射模式。
然而,出乎意料的是,在他们的实验中,两人发现这种情况似乎并未发生:相反,他们观察到的X射线散射模式似乎表明了单个纳米颗粒的存在。为了解释这一结果,研究人员进行了数值模拟,将纳米颗粒在空间中的位置与他们观察到的散射模式联系起来。





