俄勒冈州化学副教授安妮·本特利（Anne Bentley）发明了一种创新的纳米科学教学方法，使用3D打印模型使不可见的事物可见。
纳米颗粒非常小，只有一纳米，或十亿分之一米，由于其独特的物理和化学性质，材料科学家非常感兴趣。 它们无法用肉眼检测到，需要高度专业化的电子显微镜才能看到。
事实上，90年代和21世纪初成像技术的进步使纳米科学领域成为可能，俄勒冈州波特兰市刘易斯与克拉克学院化学系的教员安妮·本特利说。
“我认为很多化学反应超出了人们的掌握范围，”她说。 “你可以得到正在发生的事情的证据，但你仍在调查一些太小的东西，你的眼睛看不到。 你能做的任何事情都是有帮助的。 ”
这就是 Bentley 所做的，他创建了由纳米粒子形成的最简单几何形状的 3D 模型。 她用纸或3D打印材料对这些模型进行了描述，这是她与人合著并在《化学教育杂志》上发表的一篇题为“晶格平面、晶体截面和纳米颗粒形状控制简介”的文章的一部分。
材料化学专业的入门读物
纳米粒子具有不同的几何形状，要么是晶体，要么由以三维重复的图案排列的原子组成。 这些形状显示出平坦的表面，称为平面或刻面，类似于宝石上的切工。 Bentley说，这些晶体表面的原子排列会影响材料的特殊性能。
有三种基本的纳米颗粒形状：立方体、八面体或菱形十二面体。
这些形状来自原子的这种排列，“她说。 “当材料在不同的晶体平面上以不同的方式切割时，制造不同形状的动机实际上归结为原子的排列。 ”
在《**》中，Bentley 专注于低指数形状，她将其描述为切割结构的三种最简单方法。
切割它的方法还有很多，但这是三种基本方法，将它们分成六块、八块或十二块——立方体、八面体或菱形十二面体。 在这篇文章中关注这三个人是很自然的选择。 ”
将“一堆数字”转换为形状
“纳米科学是课程中的一个主题，介于化学和物理之间，也介于本科和研究生水平的研究之间，”本特利说。 ”
初级材料化学家对晶体平面、截面和生长方向有基本的了解是很重要的。 他们还需要了解用于索引这些属性的三位数符号系统，称为米勒索引。 否则，这个系统看起来像一堆神秘的数字。 ”
她认为，以易于理解的格式提供知识库非常重要，可以帮助教育工作者介绍这一重要且不断发展的领域。 虽然通过计算机模拟程序可以创建比 3D 打印模型更复杂的结构，但 Bentley 认为，将模型握在手中是有好处的。
我喜欢我所看到和想到的东西，“她说，并补充说3D模型对于理解纳米科学中的这一关键主题特别有用。
这 ** 显示了面心立方体扩展晶格中的三个平面族是如何相对于细胞细胞定义的，以及原子是如何堆叠在这些表面上的。
培养金颗粒以转化二氧化碳
在Bentley的实验室里，她和她的学生致力于操纵小瓶液体中的金原子，以控制纳米颗粒的形状。
你只需要在合适的温度下创造合适的条件，一个有利于生长特定形状的整个环境，“她说。
Bentley 研究金纳米颗粒，这些纳米颗粒以其催化特性或加速化学反应的能力而闻名。 她解释说，材料的切片方式暴露了不同的原子模式。 先前的研究已经确定了一种特殊的金纳米颗粒形状，即12边形菱形十二面体，在将二氧化碳转化为燃料材料方面更有效。
就像，宾利说。 “这种纳米颗粒的形状不仅使研究人员能够从大气中去除二氧化碳，而且还允许他们将二氧化碳转化为某种可以使用的燃料。 因此，如果我们能培育出只有这一面的粒子，那将是一个真正的优势。 ”