由曼彻斯特大学学分:曼彻斯特大学曼彻斯特研究大学发现,离子在原子薄粘土内的速度快速扩散了10,000倍,而不是散装粘土晶体
粘土在各种膜应用中使用,因此该结果能够在制备膜时通过切换到超薄粘土来实现大大改善的脱盐或燃料电池性能
像石墨一样的粘土包括堆叠在彼此顶部的晶体层,并且可以机械或化学分离以产生超薄材料
层本身只是几个原子厚,而层之间的空间是分子窄和含有离子
可以通过允许不同的离子物质在层之间渗透到可控的方式中,以可控的方式改变夹层离子
该性质,称为离子交换,允许控制这些晶体在膜应用中的物理性质
然而,尽管其相关性在这些新兴技术中,原子薄粘土中的离子交换过程一直在很大程度上是未探索的
在自然材料中写作,由萨拉Haigh教授和博士领导的团队
Marcelo Lozada-Hidalgo表现出来可以采用离子的快照,因为它们使用扫描透射电子显微镜进行粘土晶体的层间空间的漫射
这允许使用原子分辨率的离子交换过程研究
研究人员兴奋发现离子在原子薄的粘土中出差地漫射,比散装晶体更快地快速地快速地
空间的空间,显微部原子力显微镜测量结果表明,快速迁移是因为结合的长范围(范德瓦尔斯)力一起E 2D粘土层比其散装对应物更弱,这使得它们更多地膨胀;有效地,离子有更多的空间,因此移动更快
意外地,研究人员还发现,通过使两个粘土层未进行或扭转两个粘土层,它们可以控制层间空间内取代的离子的布置
观察到离子布置在簇或岛中,其尺寸取决于层之间的扭曲角度
这些布置被称为2D Moire超级晶格,但是在仅针对扭曲的晶体的2D离子晶格之前未观察到。没有离子
博士
yichao zou,博士后研究人员和本文的第一作者说:“我们的工作表明,粘土和云母使得2D金属离子超级制造ES
这表明研究这些新结构的光学和电子行为的可能性,这可能具有量子技术的重要性,其中扭曲的格子正在密集地研究
“的扩散研究人员的新见解关于使用粘土和其他2D材料的可能性也令人兴奋,以了解低尺寸的离子输送Marcelo Lozada-hidalgo添加:“我们观察到离子交换可以在原子薄粘土中的四个数量级加速证明了2D材料控制和增强离子运输的潜力
这不仅为分子狭窄的空间中的扩散提供了基本新的洞察力,但表明为广泛频率的设计材料的新策略F应用
“研究人员还认为,他们的”快照“技术具有更广泛的应用
哈基(Haigh)的教授(Clays)在电子显微镜损坏时与电子显微镜中的原子分辨率进行了挑战性很快
这项工作表明,通过一些技巧和专门的研究团队耐心,我们可以克服这些困难在原子秤上研究离子扩散 我们希望在此证明的方法将进一步允许新的洞察狭窄的水系统以及粘土的应用作为新型膜材料 “
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