Детали открытия
Исследователи из Университета Суррея сделали прорыв в понимании того, как 2D-материал под названием гексагональный нитрид бора или hBN растет и формирует наноструктуры на металлических подложках. Это открытие может привести к созданию более эффективной электроники, экологически чистых источников энергии и экологически чистого химического производства, сообщает 24 Канал со ссылкой на Wiley.
Смотрите также Сколько микропластика высвобождает в наш организм один пакетик чая
Известный как "белый графен", hBN – это сверхтонкий материал толщиной всего в один атом. Он очень прочный, способен выдерживать экстремальные температуры, противостоять химическим повреждениям и блокировать электрические токи. Эти свойства делают hBN важным материалом в современной электронике, где он защищает чувствительные микрочипы и поддерживает разработку более быстрых и эффективных транзисторов.
Исследователи также продемонстрировали создание нанопористого hBN, новой формы материала с крошечными, структурированными пустотами. Эта уникальная структура делает возможным избирательное поглощение и усовершенствованный катализ, что значительно расширяет его потенциал для экологических применений. Среди них - выявление и фильтрация загрязнителей, улучшение хранения водорода и использование в качестве электрохимических катализаторов для топливных элементов в современных энергетических системах.
Наше исследование проливает свет на процессы атомного масштаба, которые управляют формированием этого замечательного материала и его наноструктур. Понимая эти механизмы, мы можем создавать материалы с беспрецедентной точностью, оптимизируя их свойства для множества революционных технологий,
– говорит доктор Марко Сакки, ведущий автор исследования и доцент Школы химии и химической инженерии Суррея.
Работая в сотрудничестве с австрийским Техническим университетом Граца, команда под руководством Марко Сакки и при участии доктора Энтони Пейна и доктора Нойби Ксавье соединила теорию функционала плотности и микрокинетическое моделирование, чтобы составить карту процесса роста hBN из боразиновых прекурсоров (посредник для проведения химической реакции), исследовав ключевые молекулярные процессы, такие как диффузия, распад, адсорбция и десорбция, полимеризация и дегидрогенизация. Такой подход позволил им разработать модель атомного масштаба, которая позволяет выращивать материал при любой температуре.
Результаты теоретического моделирования согласуются с экспериментальными наблюдениями исследовательской группы, что создает основу для контролируемого, высококачественного производства hBN со специфическим дизайном и функциональностью.
Доктор Антон Тамтегл, ведущий исследователь проекта в Техническом университете Граца, сказал, что предыдущие исследования не учитывали все эти промежуточные продукты, большое пространство параметров и другие моменты, которые теперь принесли результат. "Мы считаем, что они будут полезными при выращивании hBN из газовой фазы на других металлических подложках, а также при синтезе нанопористых или функционализированных структур", – добавил он.