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Un team della Tulane University School of Science and Engineering ha sviluppato una nuova famiglia di materiali bidimensionali che secondo i ricercatori ha applicazioni promettenti, anche nell'elettronica avanzata e nelle batterie ad alta capacità.
Guidato da Michael Naguib, assistente professore presso il Dipartimento di Fisica e Ingegneria Fisica, lo studio è stato pubblicato sulla rivista Advanced Materials .
"I materiali bidimensionali sono nanomateriali con uno spessore della dimensione del nanometro (il nanometro è un milionesimo di millimetro) e dimensioni laterali migliaia di volte lo spessore", ha detto Naguib. "La loro planarità offre un insieme unico di proprietà rispetto ai materiali sfusi."
Il nome della nuova famiglia di materiali 2D è carbo-calcogenuri di metalli di transizione, o TMCC. Combina le caratteristiche di due famiglie di materiali 2D:carburi di metalli di transizione e dicalcogenuri di metalli di transizione.
Naguib, Ken &Ruth Arnold Early Career Professor in Science and Engineering, ha affermato che quest'ultimo è una vasta famiglia di materiali che è stata ampiamente esplorata e si è rivelata molto promettente, soprattutto per l'accumulo e la conversione di energia elettrochimica. Ma ha detto che una delle sfide nell'utilizzarli è la loro bassa conduttività elettrica e stabilità.
D'altra parte, ha detto, i carburi di metalli di transizione sono eccellenti conduttori elettrici con una conduttività molto più potente. Si prevede che la fusione delle due famiglie in una sola abbia un grande potenziale per molte applicazioni come batterie e supercondensatori, catalisi, sensori ed elettronica.
"Invece di impilare i due diversi materiali come i mattoncini Lego con molte interfacce problematiche, qui sviluppiamo un nuovo materiale 2D che ha la combinazione di entrambe le composizioni senza alcuna interfaccia", ha affermato.
"Abbiamo utilizzato un processo di esfoliazione elettrochimica-assistita inserendo ioni di litio tra gli strati di carbo-calcogenuri di metalli di transizione sfusi seguiti da agitazione in acqua", ha affermato Ahmad Majed, il primo autore dell'articolo e un dottorando in Fisica dei materiali e Engineering presso Tulane lavorando nel gruppo di Naguib.
A differenza di altri nanomateriali esotici, ha affermato Majed, il processo di realizzazione di questi nanomateriali 2D TMCC è semplice e scalabile.
Oltre a Naguib e Majed, il team include Jiang Wei, professore associato di fisica e ingegneria fisica; Jianwei Sun, assistente professore di fisica e ingegneria fisica; dottorato di ricerca i candidati Kaitlyn Prenger, Manish Kothakonda e Fei Wang a Tulane; e il dottor Eric N. Tseng e il professor Per O.A. Persona della Linkӧping University in Svezia. + Esplora ulteriormente
