Odkrywanie granicy w nanoskali: Innowacje z nanoporowatymi elektrodami modelowymi

02 cze 2023 (Wiadomości Nanowerk) Naukowcy z Tohoku University i Tsinghua University przedstawili model elektrody membranowej nowej generacji, który może zrewolucjonizować podstawowe badania elektrochemiczne. Ta innowacyjna elektroda, wyprodukowana w skrupulatnym procesie, prezentuje uporządkowany układ pustych olbrzymów nanorurki węglowe (gCNT) w nanoporowatej membranie, otwierając nowe możliwości magazynowania energii i badań elektrochemicznych. Kluczowym przełomem jest konstrukcja tej nowatorskiej elektrody. Naukowcy opracowali jednolitą technikę powlekania węglem na anodowym tlenku glinu (AAO) utworzonym na aluminiowym podłożu, z wyeliminowaną warstwą barierową. Powstała konforemnie pokryta węglem warstwa zawiera pionowo ustawione gCNT z nanoporami o średnicy od 10 do 200 nm i długości od 2 µm do 90 µm, pokrywając małe cząsteczki elektrolitu po duże substancje związane z biologią, takie jak enzymy i egzosomy. W przeciwieństwie do tradycyjnych elektrod kompozytowych, ta samostojąca elektroda modelowa eliminuje kontakt międzycząsteczkowy, zapewniając minimalną rezystancję styku – coś niezbędnego do interpretacji odpowiednich zachowań elektrochemicznych. Modelowa elektroda membranowa wykazująca szeroki zakres możliwości regulacji wymiarów porów. (Zdj.: Tohoku University) „Potencjał tej modelowej elektrody jest ogromny” — powiedział dr Zheng-Ze Pan, jeden z autorów badania. „Wykorzystując modelową elektrodę membranową z jej szerokim zakresem wymiarów nanoporów, możemy uzyskać głęboki wgląd w skomplikowane procesy elektrochemiczne zachodzące w porowatych elektrodach węglowych, wraz z ich nieodłącznymi korelacjami z wymiarami nanoporów”. Ponadto gCNT składają się z niskokrystalicznych ułożonych w stos arkusze grafenowe, oferując niezrównany dostęp do przewodności elektrycznej w ścianach z niskokrystalicznego węgla. Poprzez pomiary eksperymentalne i wykorzystanie wewnętrznego systemu desorpcji z zaprogramowaną temperaturą, naukowcy skonstruowali model strukturalny niskokrystalicznych ścian węglowych w skali atomowej, umożliwiając szczegółowe symulacje teoretyczne. Dr Alex Aziz, który przeprowadził część symulacyjną w ramach tych badań, podkreśla: „Nasze zaawansowane symulacje zapewniają unikalną soczewkę do szacowania przejść elektronowych w amorficznych węglach, rzucając światło na skomplikowane mechanizmy rządzące ich zachowaniem elektrycznym”. Projektem tym kierował prof. dr Hirotomo Nishihara, główny badacz grupy Device/System w Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR). Szczegółowe ustalenia znajdują się w Zaawansowane materiały funkcjonalne („Nanoporowate elektrody membranowe z uporządkowanym układem pustych gigantycznych nanorurek węglowych”). Ostatecznie badanie stanowi znaczący krok naprzód w naszym zrozumieniu porowatych materiałów węglowych na bazie amorficznej i ich zastosowań w sondowaniu różnych układów elektrochemicznych.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoAiStream. Analiza danych Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• Wybijanie przyszłości w Adryenn Ashley. Dostęp tutaj.
• Kupuj i sprzedawaj akcje spółek PRE-IPO z PREIPO®. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63098.php