近日，中國科學(xué)院金屬研究所鈦合金研究部聯(lián)合美國太平洋西北國家實驗室以及密歇根大學(xué)等單位，采用高分辨原位透射電鏡和分子動力學(xué)模擬方法，在原子尺度揭示了兩種五重孿晶的形成機理。相關(guān)研究成果1月3日在線發(fā)表于《科學(xué)》。
　　據(jù)論文共同第一作者、中科院金屬所助理研究員周剛介紹，作為一種重要的孿晶結(jié)構(gòu)，五重孿晶在晶體生長、生物醫(yī)學(xué)、光學(xué)和催化等領(lǐng)域均有著廣泛應(yīng)用。比如，五重孿晶結(jié)構(gòu)所引入的晶格畸變可以增加納米線的楊氏模量；五重孿晶銅納米線在還原CO2制備甲醇的過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能等。
　　盡管自G. Rose1831年在金中發(fā)現(xiàn)五重孿晶以來，科研人員已在近百種材料中發(fā)現(xiàn)了五重孿晶結(jié)構(gòu)并開展了大量的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，但由于無法在原子尺度直接觀察形成過程，其形成機理至今仍無定論。
　　此次研究人員發(fā)現(xiàn)，在約3納米的金、鉑和鈀納米顆粒的聚集生長過程中，納米顆?？梢酝ㄟ^顆粒間的取向黏附形成起始的兩個孿晶界面，然后經(jīng)原子表面擴散和高能晶界形成及分解（機理1）或不全位錯的滑移（機理2）形成五重孿晶結(jié)構(gòu)。兩種形成機理主要取決于顆粒取向黏附后所形成的表面結(jié)構(gòu)。如果經(jīng)取向黏附后，形成的凹面夾角接近90°，則為機理1；如果形成的凹面夾角接近150°，則為機理2。
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2020-01-08 第1版 要聞）