Группа исследователей из Техасского университета в Остине (США) наблюдала расплав вещества в углеродной «пробирке», внутренний диаметр которой составляет менее 100 нм.

Внутрь сосуда авторы поместили германиевый нанопровод, на конце которого располагалась сферическая частица золота. Для наблюдения за тем, как система будет вести себя при нагреве до 900 ˚C, использовался просвечивающий электронный микроскоп.

Эксперимент довольно прост, — комментирует инженер-химик Брайан Коргель (Brian Korgel), — Все явления — расплав, капиллярность, диффузия — известны, но в таких масштабах их еще никто не наблюдал. Свойства нанометровых структур демонстрируют сильную зависимость от размеров; если в процессе фазового перехода не удастся удержать часть параметров системы на одном уровне, интерпретировать результаты эксперимента будет чрезвычайно трудно».

При нагреве углеродная «пробирка» сохраняла свою форму, благодаря чему объем веществ и площадь поверхности раздела оставались неизменными. С повышением температуры до ~350 ˚C авторы наблюдали образование эвтектической смеси золота и германия. Под действием капиллярного давления расплавленное вещество начало смещаться в сторону от сферического конца сосуда; на освободившемся месте кристаллизовался германий. При температуре около 700 ˚C золото распространялось путем диффузии вверх по нанопроводу.

Изменение формы объекта, происходящее в результате фазового перехода, может существенно усложнить интерпретацию полученных результатов, которые в таком случае даже могут и не описывать реальное поведение системы. Именно для этого и используется жесткий углеродный контейнер, позволяющий плавящемуся веществу сохранить форму и получать минимально искаженную информацию о фазовых переходах наночастиц.