Почему наночастицы плавятся при низкой температуре?

При уменьшении размеров частицы изменяются не только её механические свойства, но также и её термодинамические характеристики. Например, температура её плавления становится гораздо ниже, чем у образцов обычного размера. На рисунке 35 показано, как изменяется температура плавления наночастиц из алюминия при уменьшении их размеров. Видно, что температура плавления частицы размером 4 нм на 140^оС меньше, чем у образца алюминия обычных размеров.

Рисунок 35. Зависимость температуры плавления наночастиц алюминия T_m от их радиуса R в ангстремах (Å) 1 Å=0,1 нм. Взято из Lai et al. (Applied Physics Letters, 1998, v. 72:1098-1100).

Зависимости, аналогичные той, которая показана на рис. 35, были получены для многих металлов. Так, при уменьшении диаметра наночастиц из олова до 8 нм их температура плавления падает на 100°С (от 230°С до 130°С). При этом самое большое падение температуры плавления (более чем на 500°С ) было обнаружено у наночастиц золота.