曼彻斯特大学 这种可视化显示了用于膜的石墨烯层
学分:曼彻斯特大学 曼彻斯特大学的研究人员发现，原子般薄的云母——土壤中常见矿物的名称——是极好的质子导体
这一惊人的结果对于二维材料在燃料电池和其他与氢相关技术中的应用非常重要
此前，曼彻斯特的研究人员由安德烈·海姆教授和博士领导
马塞洛·洛萨达-伊达尔戈发现，像石墨烯这样的一个原子厚的材料对质子(氢原子的原子核)具有很高的渗透性
然而，他们也发现其他二维材料，例如只有三个原子厚的硫化钼，对质子是完全不可渗透的
这些结果表明，只有一个原子厚的晶体可以渗透质子
该团队在《自然纳米技术》中写道，尽管质子的厚度是石墨烯的10倍，但质子很容易透过几层云母
云母像石墨一样，由一层一层堆叠的晶体层组成，可以切成单层
研究小组分离出其中一层，发现它对质子的渗透性是石墨烯的100倍
乍一看，这一结果似乎是不可能的，因为云母太厚，质子无法渗透——它们比完全不渗透质子的单层二硫化钼要厚得多
然而，云母可以被认为是被管状通道穿透的水晶片
这些通道不是空的，而是充满了羟基，就像水中的质子传导一维链一样
质子沿着这些链跳跃，将这种材料变成一种优秀的质子导体
卢卡斯·莫格博士
D
该项目的学生和这篇论文的第一作者说:“我们发现原子级薄云母的质子传导率比石墨烯高10到100倍
这是令人鼓舞的，因为石墨烯已经被认为是一种有前途的质子传导材料
我们的结果显示云母可能更有前景——不仅仅是因为它们丰富且便宜
" 安德烈·海姆教授说:“这一结果也意味着许多其他二维材料可以变成质子导体
我们的策略不仅限于质子或云母
可以探索更多的具有类似于云母中的原子尺度通道的二维晶体，有望在质子和离子导体领域带来意想不到的现象和新的应用
" 研究人员还发现，云母在相关技术难以达到的温度范围内具有特别高的导电性
医生
马塞洛·洛萨达-伊达尔戈说:“目前缺乏能在100℃到500℃之间可靠工作的质子传导材料
然而，这是燃料电池和其他氢技术最佳运行的最佳温度范围
原子般薄的云母在这个温度范围内工作得相当好——从这个角度来看，它们值得关注
" 此外，研究人员表示，他们现在正致力于制造一种云母原型膜，这种膜足够大，可以在工业条件下进行测试
他们也对这项研究在基础研究方面的可能性持乐观态度
这项工作表明，二维离子导体领域有很大的希望，因为有大量的其他晶体可以转化为离子和质子导体
作为质子传导膜的原子级薄云母这篇文章将发表在《自然纳米技术》杂志上
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
