Mitmesugust

Teadlased loovad kuldlehe, millel on ainult kaks aatomit, mis on maailma kõige õhemad

Teadlased loovad kuldlehe, millel on ainult kaks aatomit, mis on maailma kõige õhemad

Kuld on olnud nii ilu ja läike kui ka tähtsuse väärtuse säilitajana Maal üks enim otsitud metalle. Samuti on see oluline materjal elektroonika ja tööstusprotsesside jaoks, suurendades kulusid kõigest alates elektroonikaseadmetest kuni masinate ja teadusseadmeteni. Nüüd on Ühendkuningriigi Leedsi ülikooli suurte arengute tulemusel loodud kõige õhem toetamata kuldleht, mis on kunagi loodud, vaid kahe aatomi paksune, mis avab ukse suuremale kulude kokkuhoiu tehnikale tööstuslikes, teaduslikes ja kaubanduslikes rakendustes.

Teadlased toodavad kuldseid nanolehti, mis on vaid kaks aatomit paksud

Leedsi ülikooli teadlased teatasid ajakirjas sel kuulTäiustatud teadus et nad on välja töötanud vaid kahe aatomipaksuse kuldvõre lehtede tootmise tehnika, mis võib muuta mängu uskumatult kalli, kuid hädavajaliku tööstus- ja teadusmaterjali jaoks.

SEOTUD: UURIJAD LEIVAD MUST NANO KULDA, KES SAAVAD TEHA KÜTUSEKS CO2 CO2

Teadlased mõõtsid nanolehti vähem kui poole nanomeetriga, täpsemalt 0,47 nanomeetriga ja iga kuldses nanolehes olev aatom on pinna aatom, mis tähendab, et materjalis ei ole ühtegi massi, mittereaktiivset aatomit. Tõhususe mõttes ei saa te efektiivsemat materjali toota, kuna kõiki lehe aatomeid saab kasutada nii tööstuslikes ja teaduslikes protsessides kui ka mitmesugustes elektroonikaseadmetes, mis sõltuvad suuresti komponentidest, mille tööks on vaja väärismetalli.

Veelgi tähelepanuväärsem on see, et kulla nanolehe loomiseks kasutatud protsess ei piirdu ainult kullaga, seda saab kasutada paljude erinevate elementide või materjalide nanolehtede tootmiseks, ütles paberi juhtiv autor Dr. Sunjie Ye Leedsi raamatust Molecular and Nanoskaala füüsika rühm ja Leedsi meditsiiniuuringute instituut.

"See töö on märkimisväärne saavutus. See mitte ainult ei ava võimalust, et kulda saab olemasolevates tehnoloogiates tõhusamalt kasutada, vaid pakub võimalust, mis võimaldaks materjaliteadlastel arendada teisi 2D-metalle. See meetod võib uuendada nanomaterjalide tootmist . "

Iga kord, kui teete midagi nanoskaalas, on see inseneritöö muljetavaldav saavutus, kuid kahemõõtmelise kuldaatomite lehe tootmine on veelgi uskumatum. Lehe loomiseks alustasid Leedsi teadlased vesilahuses suspendeeritud kulda sisaldava ühendi - kloorsoorhappe kasutamist. Seejärel võtsid nad kasutusele „piirava aine” ehk aine, mis paneb kullat happes redutseerima selle metalliliseks vormiks, mis sel juhul tekitab kahe aatomi paksuse kihilise lehe. See selleks.

Tehnika suhteline lihtsus on oluline, kuna see on tõenäoliselt palju kiirem kui materjali valmistamise keerukamad meetodid. Arvestades uute materjalide pakutavat võimalikku kulude kokkuhoidu, on tööstusettevõtetel ja teadusinstituutidel kõik põhjused selle protsessi edasiarendamiseks investeerida.

Kuidas saavad kuldsed nanolehed drastiliselt vähendada tööstuslike rakenduste ja teadusuuringute kulusid

Kullale keskendumine on oluline, arvestades selle lahutamatut rolli tööstuses, teaduses ja tehnoloogias. Lisaks sellele, et kuldsed nanoosakesed on laialdaselt kasutusel päikese all olevate igasuguste elektrooniliste komponentide pistikupesades, on oluline roll mitmesuguste tööstusprotsessides vajalike keemiliste reaktsioonide katalüsaatorina. Kuldseid nanoosakesi kasutatakse laialdaselt ja arvestades aine maksumust, võib see vältimatu kullale tuginemine suurendada teadusuuringute ja tööstuslike rakenduste kulusid.

See kehtib eriti seetõttu, et nii suur osa tänapäeval kasutatavatest kulla nanoosakestest on suures osas pinnakihi aatomite all peidus olevad lahtised osakesed. Need varjatud aatomid ei toimi keemiliste reaktsioonide katalüsaatorina, kuna nad ei puutu kunagi kokku teiste ainetega.

Uued kuldsed nanolehed on aga kahemõõtmelised. Iga aatom kuldses nanolehes on pinna aatom, seega ei raisata selle käigus üleliigset kulda. See võib aidata väärismetalli tööstuslikul ja teaduslikul kasutamisel oluliselt madalamaid kulusid vähendada. Selle tõttu on Leedsi teadlased kindlaks teinud, et kuldsed nanolehed pakuvad katalüütilise substraadina kümnekordset efektiivsust võrreldes laialdaselt kasutatavate, kuid palju suuremate kuldsete nanoosakestega.

Leedsi molekulaar- ja nanoskaala füüsika rühma juht ning uurimisrühma juhendaja professor Stephen Evans usub, et see uuendus võib olla praegustes tööstusprotsessides ja kõrgtehnoloogilistes seadmetes muutlik.

"Kuld on väga tõhus katalüsaator," ütles Evans. "Kuna nanolehed on nii õhukesed, mängib katalüüsis oma osa peaaegu iga kuldaatom. See tähendab, et protsess on ülitõhus," lisades "meie andmed viitavad sellele, et tööstus võiks saada sama efekti väiksema kullakoguse kasutamisel ja sellel on majanduslikke eeliseid, kui räägite väärismetallist. "

Arenduses tuleb meelde jätta originaalse kahemõõtmelise materjali grafeeni väljatöötamine Manchesteri ülikooli teadlaste poolt üle kümne aasta tagasi. Grafeenil on materjalina endiselt uskumatu lubadus, kuid materjali laialdane kasutamine, mida paljud tol ajal ennustasid, pole veel realiseerunud.

Kuigi grafeenil on teiste materjalidega võrreldes uskumatu tugevus, on selle tootmine ka kulukas ning tegelikult pole midagi sellist, mida grafeen saaks tõhusamalt madalamate kuludega asendada. Seetõttu pole grafeen näinud laialdast tööstuslikku ega kaubanduslikku kasutamist, mida paljud lootsid näha juba 2004. aastal.

Sama ei saa öelda kulla kohta, mis on tööstuses juba praegu uskumatute kulutustega laialdaselt kasutusel. Juba kasutatava olemasoleva kullamaterjali asendamine selle sama materjali veelgi tõhusama vormiga drastiliselt madalamate kuludega pole mõttekas.

"Mis tahes uue materjali tõlkimine töötavateks toodeteks võib võtta kaua aega ja te ei saa seda sundida tegema kõike, mis teile meeldib," ütles Evans. "Grafeeni kasutamisel on inimesed arvanud, et see võib olla hea elektroonikale või läbipaistvatele kattekihtidele - või kui süsiniknanotorud, mis võiksid muuta ülitugevuse tõttu lifti meid kosmosesse.

"Ma arvan, et 2D kullaga on meil mõned väga kindlad ideed selle kohta, kus seda saaks kasutada, eriti katalüütilistes reaktsioonides ja ensümaatilistes reaktsioonides. Me teame, et see on tõhusam kui olemasolevad tehnoloogiad - nii et meil on midagi, mida me usume, et inimesed saavad olema huvitatud meie arendamisest. "


Vaata videot: جدایی په سترګو وینم چی راځی (Mai 2021).