Nanoteknologi nu - Pressemeddelelse: Porøs platinmatrix viser løfte som et nyt aktuatormateriale

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Home > Presse > Porøs platinmatrix viser løfte som et nyt aktuatormateriale

Mikroskopisk struktur og aktiveringsydeevne af nanoporøst platin (np-Pt) (BILLEDE) TSINGHUA UNIVERSITY PRESS Mikroskopisk struktur og aktiveringsydeevne af nanoporøst platin (np-Pt) BESKRIVELSE Np-Pt består af indbyrdes forbundne ledbånd med lille diameter, eller tråde, af platin så lille som to nanometer (10-9 m) i diameter med bittesmå porer imellem. Den lille natur af platinbåndene og de talrige bittesmå porer forbedrer materialets strukturelle stabilitet og dets energiledningsevne, som angivet af grafen, der illustrerer strømtæthed, eller mængden af ladning, der strømmer gennem et bestemt område i en given tid, og relativ længdeændring. KREDIT Energimaterialer og -enheder, Tsinghua University Press

Mikroskopisk struktur og aktiveringsydelse af nanoporøst platin (np-Pt) (IMAGE)
TSINGHUA UNIVERSITY PRESS

Mikroskopisk struktur og aktiveringsydelse af nanoporøst platin (np-Pt)
Billedtekst
Np-Pt består af indbyrdes forbundne ledbånd med lille diameter, eller tråde, af platin så små som to nanometer (10-9 m) i diameter med små porer imellem. Den lille natur af platinbåndene og de talrige bittesmå porer forbedrer materialets strukturelle stabilitet og dets energiledningsevne, som angivet af grafen, der illustrerer strømtæthed, eller mængden af ladning, der strømmer gennem et bestemt område i en given tid, og relativ længdeændring.

KREDIT
Energimaterialer og -anordninger, Tsinghua University Press

Abstract:
Aktuatorer er almindelige maskinkomponenter, der omdanner energi til bevægelse, såsom musklerne i den menneskelige krop, vibratorer i mobiltelefoner eller elektriske motorer. Ideelle aktuatormaterialer har brug for gode elektrokemiske egenskaber for gentagne gange at lede elektriske strømme lavet af strømmende elektroner. Derudover kræver aktuatormaterialer fremragende mekaniske egenskaber for at modstå den fysiske belastning, der er forbundet med kontinuerlig bevægelse. Nanoporøst platin (np-Pt), en platinmatrix, der indeholder bittesmå porer for at øge energiledning, blev for nylig skabt i store mængder og på en omkostningseffektiv måde, hvilket gør np-Pt til et ideelt og mere praktisk aktuatormateriale.

Porøs platinmatrix viser løfte som et nyt aktuatormateriale

Tsinghua, Kina | Udgivet den 17. november 2023

En gruppe materialeforskere fra Hamburg University of Technology i Hamborg, Tyskland fremstillede et ultrafint-ligament np-Pt-materiale bestående af et tilfældigt, indbyrdes forbundet netværk af meget fine platinstrenge eller ledbånd, så små som to nanometer (10-9 m) ) i diameter. Dette netværk skaber også små porer mellem strengene, hvilket forbedrer bevægelsen af elektroner eller ladede atomer gennem materialet. Det er vigtigt, at holdet brugte en effektiv fremstillingsmetode, der reducerede omkostningerne forbundet med at syntetisere en np-Pt. Ved at formindske diameteren af Pt-strengene stiger både overflade-til-volumen-forholdet og den mekaniske stabilitet af np-Pt-materialet, hvilket forbedrer materialets aktuatorydelse.

Forskerne offentliggjorde deres undersøgelse i Energy Materials and Devices, den 17. oktober 2023.

Sammenlignet med andre nanoporøse metaller og materialer, der bliver undersøgt for deres potentielle brug som aktuatorer, opdagede holdet, at np-Pt var fysisk mere robust og sandsynligvis ville fungere godt som et sensor- eller detektormateriale i forhold til andre nanoporøse materialer, der er for skrøbelige.

"Den fine ligamentstørrelse af np-Pt kunne give et forbedret overfladeareal, som gør materialet til en lovende ... katalysator for kemiske reaktioner såvel som et aktuatormateriale," sagde Haonan Sun, førsteforfatter af papiret og forsker i forskningsgruppen for Integrated Metallic Nanomaterials Systems ved Hamburg University of Technology. Som en katalysator ville np-Pt fremskynde hastigheden af specifikke kemiske reaktioner.

Det mest unikke ved undersøgelsen var, hvordan forskerne fremstillede np-Pt-materialet. "Det vigtigste gennembrud i denne forskning er, at vi opnåede np-Pt i bulk ved elektrokemisk delegering. Tidligere undersøgelser af np-Pt var alle baseret på nanopartikler eller film, der blev fremstillet ved hjælp af dyrere kommercielle Pt-partikler. Så den nemme og billige metode til aflegering øger det praktiske ved np-Pt og gør yderligere forskning mulig,” sagde Sun.

Specifikt er aflegering en proces med selektiv udvaskning eller korrosion, hvor en komponent af en legering eller materialeblanding selektivt fjernes fra materialet. Før aflegeringsprocessen er materialet en ensartet blanding. Efter den selektive udvaskningsproces fjernes den mere kemisk aktive af de blandede materialer delvist fra materialet, hvilket efterlader små porer. I dette tilfælde blev np-Pt fremstillet ved selektivt at udvaske kobber fra en platin-kobberlegering (Pt15Cu85) under anvendelse af svovlsyre (H2SO4).

Forud for denne undersøgelse var np-Pt heller aldrig blevet fremstillet i større bulkmængder. Forskerholdet foreslår, at den vellykkede ydeevne af bulk np-Pt tjener som en model for udviklingen af andre nanoporøse metaller, der kan undersøges for deres egnethed som potentielle aktuatormaterialer, belastningssensorer eller kemiske reaktionskatalysatorer.

Med aktuatormaterialets ydeevne af np-Pt etableret, ser teamet frem til at bestemme materialets effekt på kemiske reaktioner. "Det næste trin i denne undersøgelse er at undersøge den kemiske katalysatoregenskab for vores np-Pt. Vi har allerede fundet nogle meget interessante fænomener med bulk np-Pt på iltreduktionsreaktionen, som kombinerer ilt og brint for at danne vand ... og det vil vi gerne lave noget dybere forskning om," sagde Sun.

Andre bidragydere omfatter Yizhou Huang fra Research Group of Integrated Metallic Nanomaterials Systems ved Hamburg University of Technology i Hamborg, Tyskland og Shan Shi fra Research Group of Integrated Metallic Nanomaterials Systems ved Hamburg University of Technology og Institute of Materials Mechanics ved Helmholtz-Zentrum Her i Geesthacht, Tyskland.

####

Om Tsinghua University Press
Om energimaterialer og -enheder

Energy Materials and Devices lanceres af Tsinghua University, udgivet kvartalsvis af Tsinghua University Press, med det formål at være et internationalt, enkeltblindt peer-reviewet, åbent og tværfagligt tidsskrift inden for det banebrydende inden for energimaterialer og -enheder. Den fokuserer på innovationsforskningen af hele kæden af grundforskning, teknologisk innovation, præstationstransformation og industrialisering inden for energimaterialer og -enheder og offentliggør originale, førende og fremadrettede forskningsresultater, herunder men ikke begrænset til materialedesignet , syntese, integration, samling og karakterisering af enheder til energilagring og omdannelse mm.

Om SciOpen

SciOpen er en professionel åben adgangsressource til opdagelse af videnskabeligt og teknisk indhold udgivet af Tsinghua University Press og dets udgivelsespartnere, hvilket giver det videnskabelige udgiversamfund innovativ teknologi og markedsledende kapaciteter. SciOpen leverer end-to-end-tjenester på tværs af manuskriptindsendelse, peer-review, indholdshosting, analyse og identitetsstyring og ekspertrådgivning for at sikre hvert tidsskrifts udvikling ved at tilbyde en række muligheder på tværs af alle funktioner som tidsskriftslayout, produktionstjenester, redaktionelle tjenester, Markedsføring og kampagner, onlinefunktionalitet osv. Ved at digitalisere publiceringsprocessen udvider SciOpen rækkevidden, uddyber effekten og fremskynder udvekslingen af ideer.

For mere information, klik link.

Kontaktpersoner:
Mengdi Li
Tsinghua University Press
Kontor: 86-108-347-0580

Hvis du har en kommentar, tak Kontakt os.

Udstedere af nyhedsudgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlige for indholdets nøjagtighed.

Bogmærke: