नैनोस्केल सीमा का अनावरण: नैनोपोरस मॉडल इलेक्ट्रोड के साथ नवाचार

02 जून, 2023 (नानावरक न्यूज़) तोहोकू विश्वविद्यालय और सिंघुआ विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अगली पीढ़ी का मॉडल झिल्ली इलेक्ट्रोड पेश किया है जो मौलिक विद्युत रासायनिक अनुसंधान में क्रांति लाने का वादा करता है। यह अभिनव इलेक्ट्रोड, एक सावधानीपूर्वक प्रक्रिया के माध्यम से निर्मित, खोखले विशाल की एक क्रमबद्ध श्रृंखला को प्रदर्शित करता है कार्बन नैनोट्यूब (gCNTs) एक नैनोपोरस झिल्ली के भीतर, ऊर्जा भंडारण और इलेक्ट्रोकेमिकल अध्ययन के लिए नई संभावनाओं को खोलता है। मुख्य सफलता इस नवीन इलेक्ट्रोड के निर्माण में निहित है। शोधकर्ताओं ने एल्यूमीनियम सब्सट्रेट पर गठित एनोडिक एल्यूमीनियम ऑक्साइड (एएओ) पर एक समान कार्बन कोटिंग तकनीक विकसित की, जिसमें बाधा परत समाप्त हो गई। परिणामस्वरूप अनुरूप रूप से कार्बन-लेपित परत 10 से 200 एनएम व्यास और 2 µm से 90 µm लंबाई वाले नैनोपोर्स के साथ लंबवत रूप से संरेखित gCNTs प्रदर्शित करती है, जो छोटे इलेक्ट्रोलाइट अणुओं से लेकर एंजाइम और एक्सोसोम जैसे जैव-संबंधित बड़े मामलों को कवर करती है। पारंपरिक मिश्रित इलेक्ट्रोड के विपरीत, यह स्व-स्थायी मॉडल इलेक्ट्रोड अंतर-कण संपर्क को समाप्त करता है, न्यूनतम संपर्क प्रतिरोध सुनिश्चित करता है - जो संबंधित विद्युत रासायनिक व्यवहार की व्याख्या के लिए आवश्यक है। मॉडल झिल्ली इलेक्ट्रोड छिद्र आयामों पर नियंत्रणीयता की एक विस्तृत श्रृंखला दिखा रहा है। (छवि: तोहोकू विश्वविद्यालय) अध्ययन के संबंधित लेखकों में से एक डॉ. झेंग-ज़े पैन ने कहा, "इस मॉडल इलेक्ट्रोड की क्षमता बहुत अधिक है।" "नैनोपोर आयामों की विस्तृत श्रृंखला के साथ मॉडल झिल्ली इलेक्ट्रोड को नियोजित करके, हम नैनोपोर आयामों के साथ उनके अंतर्निहित सहसंबंधों के साथ-साथ झरझरा कार्बन इलेक्ट्रोड के भीतर होने वाली जटिल विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं में गहन अंतर्दृष्टि प्राप्त कर सकते हैं।" इसके अलावा, gCNTs निम्न-क्रिस्टलीय स्टैक्ड से बने होते हैं ग्राफीन शीट, कम-क्रिस्टलीय कार्बन दीवारों के भीतर विद्युत चालकता तक अद्वितीय पहुंच प्रदान करता है। प्रयोगात्मक माप और इन-हाउस तापमान-प्रोग्राम्ड डिसोरेशन प्रणाली के उपयोग के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने विस्तृत सैद्धांतिक सिमुलेशन को सक्षम करते हुए, कम-क्रिस्टलीय कार्बन दीवारों का एक परमाणु-पैमाने पर संरचनात्मक मॉडल बनाया। डॉ. एलेक्स अज़ीज़, जिन्होंने इस शोध के लिए सिमुलेशन भाग को अंजाम दिया, बताते हैं, "हमारे उन्नत सिमुलेशन अनाकार कार्बन के भीतर इलेक्ट्रॉन संक्रमण का अनुमान लगाने के लिए एक अद्वितीय लेंस प्रदान करते हैं, जो उनके विद्युत व्यवहार को नियंत्रित करने वाले जटिल तंत्र पर प्रकाश डालते हैं।" इस परियोजना का नेतृत्व एडवांस्ड इंस्टीट्यूट फॉर मैटेरियल्स रिसर्च (डब्ल्यूपीआई-एआईएमआर) में डिवाइस/सिस्टम समूह के प्रधान अन्वेषक प्रोफेसर डॉ. हिरोटोमो निशिहारा ने किया था। निष्कर्ष विस्तृत हैं उन्नत कार्यात्मक सामग्री ("खोखले विशाल कार्बन नैनोट्यूब की एक क्रमबद्ध श्रृंखला के साथ नैनोपोरस झिल्ली इलेक्ट्रोड"). अंततः, यह अध्ययन अनाकार-आधारित झरझरा कार्बन सामग्री और विभिन्न विद्युत रासायनिक प्रणालियों की जांच में उनके अनुप्रयोगों की हमारी समझ में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है।

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63098.php