美國萊斯大學(xué)的研究人員合成并分離了等離子鎂納米顆粒，這些納米顆粒展示了金、銀和鋁的優(yōu)點(diǎn)。材料科學(xué)家林格在實(shí)驗(yàn)室生成了這些粒子來測試其發(fā)射等離子的能力，當(dāng)受外界能量觸發(fā)時，這種幽靈般的電子帶會在某些金屬表面產(chǎn)生漣漪。
　　這項(xiàng)研究發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會期刊《納米快報》上。等離子體材料價值很大，可以集中光線并在納米尺度上擠壓其力量，這充分利用了化學(xué)和生物傳感器的特性。也可用作光催化劑和醫(yī)療領(lǐng)域，例如，可以瞄準(zhǔn)癌細(xì)胞，在觸發(fā)后釋放熱量。
　　但黃金和白銀價格昂貴，而鋁的內(nèi)在特性導(dǎo)致它在紫外線范圍內(nèi)是一種很好的等離子，但在紅外線的可見光和差的光譜范圍內(nèi)都不理想。這些限制為林格在實(shí)驗(yàn)室對含量豐富的鎂的調(diào)查奠定了基礎(chǔ)。鎂可以在紅外線、可見光和紫外線范圍內(nèi)產(chǎn)生共振。人們一直在談?wù)撨@件事，但沒有人真正制造和研究鎂單晶的光學(xué)特性。
　　實(shí)驗(yàn)室試圖制造鎂結(jié)構(gòu)的嘗試都挺難的，并且產(chǎn)生了結(jié)晶性差的納米顆粒。因此，林格、英國劍橋大學(xué)的比金斯和萊斯大學(xué)的Sadegh Yazdi在化學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮其特長，綜合光譜學(xué)和理論方面的才能合成液體中的納米晶體，并使用萊斯大學(xué)電子顯微鏡進(jìn)行分析。制造出來的是納米級晶體，完美地展示了其底層晶格的六角形特性。這給了我們一個啟示：在納米尺度下使用的所有金屬，包括金、銀和鋁都是面心立方材料，現(xiàn)在可以制造立方體、棒材以及具有底層結(jié)構(gòu)對稱性的材料。
　　鎂有六角形柵格，原子的堆積方式不同，可以制造出無法用面心立方金屬制造的形狀。我們對這種可能性感到非常興奮，這意味著我們可以制造出新的形狀——或者至少是非典型的納米形狀，而新的形狀意味著新的屬性。
　　試驗(yàn)證明這些顆粒出乎意料的堅(jiān)韌。實(shí)驗(yàn)室開始時將鎂前體與鋰和萘混合，形成自由基，可將有機(jī)鎂前體還原成金屬鎂。得到的顆粒尺寸在100~300納米之間，厚度在30~60納米之間的六角形板。
　　與大塊鎂一樣，鎂周圍形成了一層自限氧化層，可以在不改變材料等離子特性的情況下保護(hù)其免受進(jìn)一步氧化。這有助于保持顆粒的特征和形狀，在合成3個月后仍保持穩(wěn)定，并可在空氣中保持幾個星期。其空氣穩(wěn)定性非常好。一開始，采取了盡可能多的預(yù)防措施，每次轉(zhuǎn)移樣品都使用手套箱，一天，我們決定將樣品留在空氣中，兩周后測試，結(jié)果還是一樣。
　　下一步工作是增強(qiáng)結(jié)合分子的粒子，這有助于改變其形狀，同時調(diào)整其等離子響應(yīng)。關(guān)鍵的一點(diǎn)是這將成為等離子工具箱中的一種工具，可以做其他金屬無法做到的事情，而且比其他金屬便宜，可以在整個光譜范圍內(nèi)產(chǎn)生共振，在燒杯中就可制成。