盡管金屬的硬度很高，但只要有足夠的時間，即便普通空氣也可以對它造成損傷。如果與氧氣反應，就會形成金屬氧化物（比如鐵銹），銹久了就會最終導致金屬的破裂。當然，不是所有金屬都那么容易被氧化，比如氧化鋁、氧化鉻、二氧化硅，就可以保護金屬免受進一步的腐蝕。為了探究這三種金屬氧化物的奇異特性，麻省理工團隊決定深入研究一番。

氧化鋁涂層極薄，且能夠像液體一樣流動

    在有壓力的情況下（比如反應堆里面），腐蝕會發生得特別快。而研究人員測試了當暴露于空氣、并置于機械應力之下時，這些特殊氧化物的涂層如何保護內部金屬。

    為了看得仔細一些，MIT 團隊甚至動用了分辨率達到原子級別的環境傳輸電子顯微鏡（E-TEM）。結果表明，氧化鋁的性能極其優異。

    即便作為一種固體，氧化鋁也可以像液體一樣，在極短的時間內形成超薄的保護層（約 2 到 3 nm）。當鋁被拉伸的時候，氧化層也會被拉長、保持金屬外層的全覆蓋，從而防止氧氣的進入。

    MIT 研究人員們在室溫下證明了這種現象，鋁被拉伸到了原先的兩倍長，而沒有發生開裂。通常氧化鋁會變現得非常脆，但研究發現這種薄薄的氧化層，幾乎和常規的鋁一樣能夠變形。

    通過填充空隙和隔絕表層空氣，它可以防止金屬鋁被氧化。

    值得一提的是，這種自我修復的保護層可以在高壓力的情況下發揮作用，比如燃料電池或核電站的反應堆里。

    由于它在小范圍內活動，研究人員稱其可能特別適合包含氫氣等微小分子，因為它可以穿過大多數其它材料。

    有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《納米快報》（Nano Letter）上。

    論文鏈接：

    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b00068

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責任編輯：殷鵬飛

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