完成单位： 天津理工大学材料科学与工程学院，北京卫星环境工程研究所

完成人：王学伟、刘庆锁、段月琴、何朝成、杜学丽、蔡锋石、张凯、刘宇明

成果简介：

 该研究成果属于材料科学基础研究领域，主要研究金属纳米线的熔化和凝固结晶行为及其电学性能等科学问题。在研究成果中，充分利用多孔氧化铝模板的孔洞空间限域作用，使得金属纳米线在纳米孔洞里形成熔化状态并保持原有的纳米形状，进而研究与分析各种金属纳米线在熔化状态下I-V特性和电阻温度系数，以及纳米尺度下固液界面处的电子传输特性。同时，获得组分比例可调的合金纳米线合成新方法，进而研究与分析不同组分比例的合金纳米线在熔化再结晶过程中相关问题，以及纳米孔洞限域作用下合金材料的晶化过程及晶粒大小的调控机理。

创新点及科学价值：

（1）申请人充分利用多孔氧化铝模板一维孔洞的空间限域作用和热稳定性，进而研究与分析各种低熔点金属纳米线在熔化状态下电学特性，为研究液态一维金属纳米材料的相关性能提供了很好的方法。该研究成果开创了研究液态金属纳米线电输运性能的先例，为理解和认识液态纳米材料的特性奠定了重要的基础。

（2）申请人发展了组分比例可控的合金纳米线的制备方法，研究合金纳米线在熔化再结晶过程中原子扩散、纳米孔洞限域作用下合金材料的晶化过程。该研究成果不仅将成为研究一维液态合金特性和纳米限域条件下液态合金结晶行为的新途径，而且也为纳米尺度下合金材料相图的初步构建等热力学问题提供了新的方式。

（3）申请人系统研究了低熔点金属纳米线在多孔氧化铝孔洞里熔化再结晶过程中晶粒尺寸调控的方法和相关形成机理。这不仅为液态金属在限域条件下晶粒细化和晶化机理认识提供了新思路，而且也为金属纳米线的力学性能以及催化性能的提升都有着重要的意义。

（4）申请人通过在低熔点金属纳米线熔化再结晶的过程中调控外加电场，创造性地研究了电场诱导液态金属纳米线再结晶的行为，分析在电场诱导下晶面分裂过程和相关机理，为液态金属晶化过程中颗粒晶面调控提供了一条很好的思路和有益的参考。

社会经济效益和应用前景：

 金属材料的晶粒细化一直是人们关注的焦点，该研究成果通过多次熔化再结晶和电场诱导结晶两种方式对于金属纳米线的晶粒尺寸和晶面有效地进行调控，这有利于在金属的力学和催化领域性能提升方面的应用。同时，利用液态金属纳米线阵列进行强电场诱导发射原子，进而有益于开发研究空间卫星的微型推进器。