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他，西安交大副校長(zhǎng)，國(guó)家杰青/國(guó)重實(shí)驗(yàn)室副主任，最新Nature子刊！

第一作者：Yuecun Wang, Xudong Wang, Jun Ding

通訊作者：單智偉，馬恩

通訊單位：西安交通大學(xué)

單智偉，教授，西安交通大學(xué)副校長(zhǎng)、米蘭理工聯(lián)合設(shè)計(jì)與創(chuàng)新學(xué)院院長(zhǎng)、金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、陜西省鎂基新材料工程研究中心主任、陜西省鎂基新材料中試基地主任、國(guó)家“特聘專家”、教育部“特聘教授”、國(guó)家杰出青年基金獲得者、陜西省第十三屆政協(xié)委員等。主要研究方向?yàn)椴牧纤苄暂d體的萌生及其演化規(guī)律和高品質(zhì)鎂基新材料的設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用。截至目前，已在包括《自然》、《科學(xué)》等國(guó)際頂級(jí)期刊上發(fā)表論文130篇，SCI引用8481篇次，單篇SCI引用最高807篇次。相關(guān)研究成果榮獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、陜西省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等。（信息來(lái)源：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/zwshan/homepage_zh）

馬恩，西安交通大學(xué)教授，材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)中心主任，馬恩教授是材料領(lǐng)域的國(guó)際著名學(xué)術(shù)帶頭人，在揭示非晶合金和納米結(jié)構(gòu)合金的微觀結(jié)構(gòu)及其特性等方面做出了開(kāi)創(chuàng)性的工作。共發(fā)表400余篇學(xué)術(shù)論文，其中40篇發(fā)表在Nature，Science，Nature Mater和Nature Commun.上。論文被引用50847次（Google Citation），單篇最高3500次，H因子為115。2002-2012，2014-2016入選湯森路透全球高被引科學(xué)家名單。（信息來(lái)源：https://caid.xjtu.edu.cn/info/1021/1093.htm）

論文速覽

在沒(méi)有外部施加的機(jī)械載荷的情況下，一個(gè)固體顆粒位于另一個(gè)固體表面不僅能夠沉入其中，而且還能夠繼續(xù)其剛體運(yùn)動(dòng)向內(nèi)部前進(jìn)，達(dá)到的深度距離是顆粒直徑的數(shù)千倍，這似乎是違反常理的。

本研究在沒(méi)有外部機(jī)械載荷的情況下，觀察到金剛石納米顆粒能夠在鐵晶體內(nèi)部進(jìn)行剛體運(yùn)動(dòng)，達(dá)到與顆粒直徑數(shù)千倍的深度。這一現(xiàn)象是通過(guò)原位微觀實(shí)驗(yàn)和宏觀實(shí)驗(yàn)展示的，其中約100納米大小的金剛石納米顆粒能夠在鐵中移動(dòng)至毫米深度，溫度大約是鐵的熔點(diǎn)的一半。

將每個(gè)金剛石納米顆粒作為一個(gè)整體推動(dòng)，通過(guò)鐵原子通過(guò)界面通道的擴(kuò)散積累而產(chǎn)生的局部應(yīng)力，向鐵內(nèi)部發(fā)生位移運(yùn)動(dòng)。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了除了熟悉的單個(gè)原子的擴(kuò)散外，固體中不尋常的傳質(zhì)模式。

圖文導(dǎo)讀

圖1：金剛石納米顆粒(DNPs)沉入鐵中的原位掃描電鏡(SEM)觀察結(jié)果。

圖2：原位透射電鏡(TEM)觀察到的金剛石納米顆粒(DNPs)被鐵吞沒(méi)的過(guò)程。

圖3：金剛石納米顆粒(DNPs)在爐中加熱至毫米深度進(jìn)入大塊鋼的實(shí)驗(yàn)設(shè)置和結(jié)果。

圖4：金剛石納米顆粒(DNP)進(jìn)入鐵晶體的內(nèi)移運(yùn)動(dòng)的機(jī)制示意圖。

總結(jié)展望

本研究揭示了金剛石納米顆粒在鐵晶體內(nèi)部的內(nèi)移運(yùn)動(dòng)，這一運(yùn)動(dòng)是由鐵原子的表面擴(kuò)散和局部應(yīng)力引起的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和理論計(jì)算，研究者們提出了新的傳質(zhì)模式，可能對(duì)材料科學(xué)和工程應(yīng)用產(chǎn)生重要影響。

研究中的數(shù)據(jù)表明，金剛石納米顆粒能夠在較低溫度下顯著提高鐵基材料的硬度和降低摩擦系數(shù)。這些發(fā)現(xiàn)不僅增進(jìn)了我們對(duì)固體中質(zhì)量傳輸機(jī)制的理解，也為開(kāi)發(fā)具有改進(jìn)性能的新型材料提供了新途徑。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Inward motion of diamond nanoparticles inside an iron crystal

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-48692-5

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/06/05/af3c6a726a/

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