"יון ביליארד" רמז חדשנית חומר סינתזה השיטה

אייל גולן וניקוס ורטיס "כשאת איתו" מתוך ההופעה החיה פעם בחיים (יולי 2019).

Anonim

צוות חוקרים מאוניברסיטת הוקאידו פיתח שיטה חדשנית לסינתזה של חומר הנקרא מבוא יון מונחה פרוטון (PDII), אשר משתמש בתופעה דומה ל"ביליארד יון ". השיטה החדשה יכולה לסלול את הדרך ליצירת חומרים חדשים רבים, ובכך לקדם באופן דרמטי חומרים חומרים.

שיטת הסינתזה מבוססת על תהליך נטול נוזלים המאפשר אינטרקולציה - הכנסת יונים אורחים לחומר מארח - ותחליפי יון עם אלה בחומר המארח על ידי נהיגה ביונים עם פרוטונים. מחקר זה, בראשות עוזר פרופ 'מסאיה Fujioka ופרופסור Junji Nishii במכון המחקר של האוניברסיטה למדעי החשמל, פורסמה בכתב העת Journal of American Chemical Society ב -16 בנובמבר.

באופן קונבנציונאלי, intercalation ויון החלפה נערכו בפתרון יון, אבל התהליך נחשב מסורבל ובעייתי. בתהליך נוזל מבוסס, מולקולות ממס יכול להיות מוכנס לתוך החומרים המארחת יחד עם יונים אורח, משפיל את איכות הבדולח. זה גם קשה להציג הומוגנית יונים לתוך חומרים המארח, וכמה חומרים המארח אינם מתאימים כאשר משתמשים עם נוזלים.

בשיטה PDII, מתח גבוה של קילובולים כמה מוחל על דמוי מחט בצורת להציב מימן אטמוספרי לייצר פרוטונים באמצעות disroociation אלקטרוליטי של מימן. הפרוטונים נודדים לאורך השדה החשמלי ויורים לתוך מקור האספקה ​​של היונים הרצויים - בדומה לכדורים בביליארד - והיוונים מונעים מן המקור כדי לשמור על ניטרליות חשמלית. Ions נאלץ מתוך המקור מוצגים, או intercalated, לתוך הפער ברמה ננומטר בחומר המארח.

במחקר זה, על ידי שימוש בחומרים שונים כמקורות אספקת יונים, הצוות הצליח להציג באופן הומוגני יונים ליתיום (לי +), יונים נתרן (Na +), יונים אשלגן (K +), יונים נחושת (Cu +) ויונים כסף (Ag +) לתוך פערים ברמת ננומטר טנטלום (IV) גופרתי (TaS2), חומר שכבתית, תוך שמירה על crystallinity שלה. יתר על כן, הצוות בהצלחה להחליף Na + של Na3V2 (PO4) 3 עם K +, לייצר חומר metastable thermodynamically, אשר לא ניתן להשיג באמצעות קונבנציונאלי מצב מוצק התגובה.

"כרגע, הראינו כי יונים מימן (H +), Li +, Na +, K +, Cu + ו Ag + ניתן להשתמש כדי להציג יונים בשיטה שלנו, ואנו מצפים מגוון רחב יותר של יונים יהיה שמיש על ידי שילובם עם חומרים שונים המארח, השיטה שלנו יכולה לאפשר ייצור של חומרים חדשים רבים ", אומר Masaya Fujioka. "בפרט, אם שיטה להציג יונים טעונים שלילי יונים multivalent הוא הקים, זה יהיה לדרבן את הפיתוח של חומרים פונקציונליים חדשים סוללה יון מוצק שדות האלקטרוניקה."

menu
menu