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科学家们生产金银铜泡沫

美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家们创造了超低密度的金,银和铜泡沫,为物理学家提供了更好的X射线源,可用于国家点火设施的实验。

该设施是一种基于激光的大型惯性约束聚变研究设备,它使用激光加热和压缩少量氢燃料,目的是诱导核聚变反应。

该项目的首席研究员Michael Bagge-Hansen在一份媒体声明中表示,“我们主要关注的是如何合成,组装和塑造基于金属纳米线的气凝胶的基础科学问题。”

Bagge-Hansen解释说,虽然这种材料被称为泡沫,但它不是通过发泡制成的。相反,它是一种意大利面条状的网状物,随机连接纳米尺寸的线,形成微型棉花糖的形状,并含有与空气相同或更少的原子。

为了进行这项实验,研究小组寻求不同的超低密度金属,这些金属可用作激光驱动X射线源的目标,用于进一步探测国家点火设施192在极端条件下放置的各种材料的性质。高功率激光器被引导到目标腔室内。

据参与该项目的科学家Tyler Fears称,每个元素在被激光加热到等离子体中时会发出一组特有的X射线。“金属泡沫可以模仿气体,即使它们是由在室温下不是气体的材料制成的,”他说。

为了制造泡沫,团队将纳米线冻结在一个通常充满水 - 甘油混合物的造型模具内。当它变硬时,纳米线看起来像一块冷冻意大利面。

然后从模具中取出材料,用溶剂丙酮代替冷冻水,然后用液态二氧化碳将其溶解在超临界干燥过程中,只留下金属和空气。“超临界干燥可确保液体转变为气相,而不会形成可破坏脆弱的超低密度金属泡沫结构的弯液面,”Fears说。

使用这一过程,专家们生产了铜和银泡沫,而且银在国家点火设施中表现良好。

说到金泡沫,恐惧说他们仍然倾向于从激光器前面的支架上掉下来。“这是我们现在要克服的挑战,”他说。