利用克根達爾效應（Kirkendall效應）合成空心納米材料是近來納米材料制備科學領域的一個熱點。實驗中，利用克根達爾效應獲得的產(chǎn)物的空心結(jié)構(gòu)一般不超過500納米。具有較大空心結(jié)構(gòu)的納米材料尤其在藥物緩釋、輸送等領域可以顯著提高載帶能力。最近，中科院合肥物質(zhì)科學研究院固體物理所研究人員采用水熱法，成功的獲得了具有較大中空結(jié)構(gòu)的空心十四面體的錳氧化物(Mn3O4, Mn5O8, Mn2O3)。
科研人員通過對實驗過程認真分析，認為這種空心結(jié)構(gòu)的形成依賴于克根達爾效應。反應的初期，金屬錳與溶液發(fā)生水熱反應生成Mn(OH)2的十四面體。在反應的末期，與空氣接觸的過程中，Mn(OH)2十四面體可被空氣中的氧氣氧化，進而發(fā)生克根達爾效應。值得注意的是，在這個反應過程中，從Mn(OH)2轉(zhuǎn)變到Mn3O4時晶格結(jié)構(gòu)要發(fā)生收縮(由于轉(zhuǎn)變時要失去水，體積大約要縮小42%）。這種結(jié)構(gòu)的收縮一方面加快了反應的速度，同時也增大了錳元素遷移的自由程，進而使柯肯達爾效應可以在更大的空間發(fā)生作用。
研究者同時還對空心錳氧化物的磁學和電化學性質(zhì)進行了研究。這些結(jié)果顯示，這種材料在電容器、藥物輸送和緩釋、環(huán)境治理和催化等多個領域中具有潛在的應用前景。
相關論文已在英國皇家化學學會雜志CrystEngComm (2011, 13, 4915-4920)上發(fā)表。
科研人員通過對實驗過程認真分析，認為這種空心結(jié)構(gòu)的形成依賴于克根達爾效應。反應的初期，金屬錳與溶液發(fā)生水熱反應生成Mn(OH)2的十四面體。在反應的末期，與空氣接觸的過程中，Mn(OH)2十四面體可被空氣中的氧氣氧化，進而發(fā)生克根達爾效應。值得注意的是，在這個反應過程中，從Mn(OH)2轉(zhuǎn)變到Mn3O4時晶格結(jié)構(gòu)要發(fā)生收縮(由于轉(zhuǎn)變時要失去水，體積大約要縮小42%）。這種結(jié)構(gòu)的收縮一方面加快了反應的速度，同時也增大了錳元素遷移的自由程，進而使柯肯達爾效應可以在更大的空間發(fā)生作用。
研究者同時還對空心錳氧化物的磁學和電化學性質(zhì)進行了研究。這些結(jié)果顯示，這種材料在電容器、藥物輸送和緩釋、環(huán)境治理和催化等多個領域中具有潛在的應用前景。
相關論文已在英國皇家化學學會雜志CrystEngComm (2011, 13, 4915-4920)上發(fā)表。
