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登顶Nature正刊韩国科学技术研究院重磅突破原位TEM研究亚稳态PdHx生长和稳定机理
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韩国科学技术研究院高级分析中心Dong Won Chun Metastable hexagonal close-packed palladium hydride in liquid cell TEM 液态电池 TEM 中的亚稳态六方密排氢化钯 10.1038/s41586-021-04391-5 与形成热力学稳定的基态结构不同,从高能前体生长的晶体通常最初采用亚稳态结构,具体取决于初始条件,例如温度、压力或晶体尺寸。随着晶体进一步生长,它们通常会经历从亚稳态到低能量和最终能量稳定相的一系列转变。亚稳态有时表现出优异的物理化学性质,因此,新亚稳态的发现和合成是材料科学创新的有希望的途径. 然而,对亚稳态材料的搜索主要是启发式的,基于经验、直觉甚至推测性的预测,即“经验法则”。这种限制需要一种新范式的出现,以发现基于合理设计的新亚稳态。这样的设计规则体现在亚稳态六方密排 (hcp) 氢化钯 (PdH x) 在液体细胞透射电子显微镜中合成。亚稳态 hcp 结构通过溶液中前体浓度之间的独特相互作用来稳定:足够的氢 (H) 供应有利于亚纳米级的 hcp 结构,而 Pd 供应不足会抑制进一步生长和随后向热力学过渡稳定的面心立方结构。这些发现为亚稳态工程策略提供了热力学见解,可用于发现新的亚稳态相。
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