Un'immagine al microscopio elettronico a scansione del lato di una pila di nanofogli. L'inserto è un'immagine al microscopio ottico di un singolo nanofoglio esfoliato, per mostrare che è otticamente trasparente. Immagine:gruppo Robinson
(Phys.org) -- Gli scienziati dei materiali Cornell hanno sviluppato un economico, modo ecologico di sintetizzare fogli di cristalli di ossido, solo nanometri di spessore, che hanno proprietà utili per l'elettronica e le applicazioni di energia alternativa.
Il lavoro, guidato da Richard Robinson, assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali, è presente sulla copertina del 7 aprile Journal of Materials Chemistry (Vol. 22, n. 13).
Il millimetro di lunghezza, Cristalli di ossido di sodio-cobalto dello spessore di 20 nanometri sono stati derivati attraverso un nuovo metodo che combinava una sintesi tradizionale sol-gel con una fase di smiscelazione cinetica indotta da un campo elettrico. È stato questo secondo passo che ha portato alla scoperta di un metodo di sintesi dal basso verso l'alto attraverso il quale decine di migliaia di nanofogli si autoassemblano in un pellet.
Il materiale ha proprietà affascinanti, Robinson ha detto, compresa l'elevata potenza termoelettrica, alta conducibilità elettrica, superconduttività e potenziale come materiale catodico nelle batterie agli ioni di sodio.
Solitamente materiali di ossido, come una tazza di caffè in ceramica, non sono elettricamente conduttivi; sono isolanti, disse Robinson. Poiché il materiale è un ossido conduttivo, può essere utilizzato in dispositivi termoelettrici per convertire il calore di scarto in energia. Ora che i ricercatori hanno realizzato nanofogli, si aspettano che l'efficienza termoelettrica del materiale migliori, consentendo la creazione di dispositivi termoelettrici ad energia alternativa più efficienti.
I nanofogli mostrano anche la capacità di piegarsi, a volte fino a 180 gradi, ha aggiunto Robinson. Questo è insolito per la ceramica, che normalmente sono fragili.
Il materiale si basa su comuni, elementi abbondanti (sodio, cobalto e ossigeno), senza elementi tossici, come il tellurio, normalmente utilizzati nei dispositivi termoelettrici.
I coautori del documento sono gli studenti laureati Mahmut Aksit e David Toledo. Il lavoro è stato sostenuto dalla National Science Foundation e dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, attraverso l'Energy Materials Center di Cornell (EMC2).
