| 0 |
|
В качестве катализаторов для топливных элементов и электродов для батарей необходимы металлические пленки, которые наряду с пористостью (увеличивает площадь поверхности для химических реакций) обладали бы высокой электропроводимостью. Последнее требование стало нелегкой задачей для инженеров.
После нескольких лет экспериментов, химики из Корнелльского университета нашли способ увеличить электропроводность пористой металлической пленки на три порядка. Их достижение, о котором сообщается в онлайновом издании Nature Materials, открывает путь создания широкого спектра металлических наноструктур для технических и биомедицинских приложений.
Новый метод базируется на уже хорошо известном химикам процессе получения золь-геля — структуры двуокиси кремния, заполненной порами нанометрового масштаба. Все ранние попытки добавить сделать этот материал электропроводным, путем добавления небольшого количества металла приводили к разделению фаз и нарушению процесса самоорганизации сотовой структуры золь-геля.
Преодолеть это затруднение удалось, использовав для связывания атомов металла с молекулами двуокиси кремния аминокислоту, один конец которой имел сродство с металлом, а другой — с диоксидом кремния. В результате была получена металлсодержащая наноструктура со значительно более высокой электропроводностью, чем было достижимо до тех пор. Двуокись кремния можно удалить, оставив металл-углеродный комплекс с увеличенными порами, а удаление только углерода делает структуру устойчивой к высоким температурам, т.е. пригодной для использования в ряде ячеек топливных элементов.
Ученые провели множество экспериментов и показали, что этот процесс можно использовать для создания «библиотеки материалов» с меняющимися в широких пределах составом и структурой. Размер пор может контролируемо изменяться с 10 до 500 нм, а электропроводность может обеспечиваться добавлением практически любого металла из периодической таблицы.
Получены также наночастицы из двуокиси кремния с металлическим наполнителем, которые можно принимать вовнутрь как пилюли в медицинских целях. Внедрение светочувствительных красителей красителей открывает перспективы применения модифицированного золь-геля в солнечных ячейках Микаэля Гретцеля (Michael Graetzel) из Политехнической школы в Лозанне (Швейцария), выступавшего соавтором исследования.
Работы осуществлялись при поддержке Министерства Энергетики и Национального научного фонда США.
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
