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. Kluczowy przełom polega na konstrukcji tej nowatorskiej elektrody. Naukowcy opracowali jednolitą technikę powlekania węglem anodowego tlenku glinu (AAO) utworzonego na podłożu aluminiowym, bez warstwy barierowej. 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, pokrywającymi małe cząsteczki elektrolitu do dużych materii powiązanych z biologią, takich jak enzymy i egzosomy. W przeciwieństwie do tradycyjnych elektrod kompozytowych, ta wolnostojąca elektroda modelowa eliminuje kontakt między cząsteczkami, zapewniając minimalną rezystancję styku – co jest istotne dla interpretacji odpowiednich zachowań elektrochemicznych. Modelowa elektroda membranowa wykazująca szeroki zakres kontroli wymiarów porów. (Zdj.: Uniwersytet Tohoku) „Potencjał tej modelowej elektrody jest ogromny” – stwierdził dr Zheng-Ze Pan, jeden z autorów badania. „Wykorzystując modelową elektrodę membranową o szerokim zakresie wymiarów nanoporów, możemy uzyskać głęboki wgląd w skomplikowane procesy elektrochemiczne zachodzące w porowatych elektrodach węglowych, wraz z ich nieodłącznymi korelacjami z wymiarami nanoporów”. Co więcej, gCNT składają się z ułożonych niskokrystalicznie arkusze grafenowe, oferując niezrównany dostęp do przewodności elektrycznej w ścianach z węgla niskokrystalicznego. Dzięki pomiarom eksperymentalnym i wykorzystaniu wewnętrznego systemu desorpcji z zaprogramowaną temperaturą naukowcy skonstruowali model strukturalny ścianek węgla niskokrystalicznego w skali atomowej, umożliwiając szczegółowe symulacje teoretyczne. Dr Alex Aziz, który przeprowadził część symulacyjną w ramach tych badań, podkreśla: „Nasze zaawansowane symulacje zapewniają wyjątkową soczewkę do szacowania przejść elektronów w węglu amorficznym, rzucając światło na skomplikowane mechanizmy rządzące ich zachowaniem elektrycznym”. Projektem tym kierował prof. dr Hirotomo Nishihara, główny badacz grupy urządzeń/systemów w Instytucie Zaawansowanych Badań Materiałowych (WPI-AIMR). Wyniki szczegółowo opisano 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