Mokslininkai kuria galingą 2D medžiagų šeimą


2-d medžiaga

Kreditas: CC0 viešasis domenas

Tulano universiteto mokslo ir inžinerijos mokyklos komanda sukūrė naują dvimačių medžiagų šeimą, kuri, pasak mokslininkų, turi daug žadančių pritaikymų, įskaitant pažangią elektroniką ir didelės talpos baterijas.

Tyrimas, kuriam vadovauja Fizikos ir inžinerinės fizikos katedros docentas Michaelas Naguibas, buvo paskelbtas žurnale. Pažangios medžiagos.

„Dvimatis medžiagų yra nanomedžiagos, kurių storis yra nanometro dydžio (nanometras yra viena milijoninė milimetro dalis), o šoniniai matmenys yra tūkstančius kartų didesni už storį“, – sakė Naguibas. „Jų plokštumas suteikia unikalių savybių, palyginti su biriomis medžiagomis.

Naujos 2D medžiagų šeimos pavadinimas yra pereinamasis laikotarpis metalo karbo-chalkogenidai arba TMCC. Jis sujungia dviejų 2D medžiagų šeimų charakteristikas – pereinamojo metalo karbidų ir pereinamųjų metalų dikalkogenidai.

Naguibas, Ken ir Ruth Arnold ankstyvosios karjeros mokslo ir inžinerijos profesorius, sakė, kad pastarasis yra didelis šeima medžiagų, kurios buvo plačiai ištirtos ir buvo labai perspektyvios, ypač elektrocheminiam energijos kaupimui ir konversijai. Tačiau jis sakė, kad vienas iš iššūkių juos naudojant yra mažas elektros laidumas ir stabilumas.

Kita vertus, anot jo, pereinamųjų metalų karbidai yra puikūs elektros laidininkai, kurių laidumas yra daug didesnis. Tikimasi, kad dviejų šeimų sujungimas į vieną turės didelį potencialą daugeliui programų, tokių kaip baterijos ir superkondensatoriai, katalizė, jutikliai ir elektronika.

„Užuot sudėję dvi skirtingas medžiagas, tokias kaip „Lego“ statybiniai blokai su daugybe probleminių sąsajų, čia mes kuriame naują 2D medžiagą, kurioje yra abiejų kompozicijų derinys be jokios sąsajos“, – sakė jis.

„Mes naudojome elektrocheminį šveitimo procesą, įterpdami ličio jonus tarp tūrinių pereinamųjų metalų karbo-chalkogenidų sluoksnių, o po to maišydami vandenyje“, – sakė pirmasis straipsnio autorius ir medžiagų fizikos mokslų daktaras Ahmadas Majedas. Inžinierius Tulane, dirbantis Naguibo grupėje.

Skirtingai nuo kitų egzotiškų nanomedžiagų, sakė Majedas, šių 2D TMCC nanomedžiagų gamybos procesas yra paprastas ir keičiamas.

Be Naguibo ir Majedo, komandoje yra docentas Jiang Wei fizika ir inžinerinė fizika; Jianwei Sun, fizikos docentas ir inžinerinė fizika; Ph.D. kandidatai Kaitlyn Prenger, Manish Kothakonda ir Fei Wang Tulane; ir dr. Eric N. Tseng ir profesorius Per OA Persson iš Linkӧping universiteto Švedijoje.


Mokslininkas vadovauja greitesnio įkrovimo energijos kaupimo tyrimui


Daugiau informacijos:
Ahmadas Majedas ir kt., Transition Metal Carbo-Calcogenide „TMCC“ – nauja dvimačių medžiagų šeima, Pažangios medžiagos (2022). DOI: 10.1002 / adma.202200574

Citata: mokslininkai kuria galingą 2D medžiagų šeimą (2022 m. gegužės 6 d.), gautą 2022 m. gegužės 6 d. iš https://phys.org/news/2022-05-scientists-powerful-family-2d-materials.html

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.