自下而上的胶体合成是一种制备纳米结构金属的方法，已广泛应用于光学、催化和电子学。固体金属纳米晶体可以合成出各种形状（如球体、立方体、双锥体和八面体）和尺寸为100 nm 的固体金属纳米晶体。这些纳米晶体可以转化为多孔纳米结构，壁厚可达5 nm。例如，纳米盒（空心内部，实心面）和纳米笼（空心内部，开口面）可以由实心立方体形成。通过这种方式，这些胶体金属将有序的结构和纳米尺度的尺寸结合在一起，这在自上而下的结构中一直具有挑战性。因此，这些纳米结构的金属中是否可以观察到纳米尺度的尺寸效应，或者是否发生了新的变形机制引起了广泛关注。研究表明，由CdS、碳和二氧化硅制成的空心球具有很高的抗压强度。然而，具有复杂几何结构的胶体金属纳米结构还没有被研究过。

有鉴于此，斯坦福大学Wendy Gu报道了合成了壁厚约15 nm的120–140 nm空心立方Au-Ag纳米盒，并使用原位扫描电子显微镜（SEM）和原位透射电子显微镜（TEM）压缩测试确定了它们的机械响应。

文章要点

1）研究人员测试了光滑和粗糙的纳米盒，以评估表面粗糙度对强度和变形的影响。结果发现，光滑的纳米盒的屈服强度为130±45 MPa，而粗糙的纳米盒的屈服强度为96±31 MPa。两种类型的纳米盒在屈服后均显示出明显的硬化，而粗糙的纳米盒具有更高的硬化率。

2）研究人员使用有限元方法（FEM）分析来确定结构对纳米盒变形的影响，并使用分子动力学（MD）模拟来了解导致硬化行为的原子变形机理。模拟表明，观察到的应变硬化不是纳米盒的结构和几何形状的结果，而是源于材料的响应，该响应涉及晶体缺陷的累积，例如位错和纳米盒壁内的堆垛层错。

Patil, R.P., Doan, D., Aitken, Z.H. et al. Hardening in Au-Ag nanoboxes from stacking fault-dislocation interactions. Nat Commun 11, 2923 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-16760-1

https://doi.org/10.1038/s41467-020-16760-1