Un team di ricercatori, guidato dal professor Soo-Hyun Kim della Graduate School of Semiconductors Materials and Devices Engineering e del Dipartimento di Scienza e ingegneria dei materiali dell'UNIST, ha compiuto progressi significativi nel controllo preciso dei metalli preziosi (Ru, Ir, Pt, Pd) incorporazione mediante deposizione di strati atomici (ALD).
In questo studio, pubblicato su Advanced Science , il team ha sviluppato con successo nanomateriali bidimensionali (2D) unici e inesplorati V-MXene, accoppiati per la prima volta con il metallo prezioso rutenio (Ru) attraverso il processo ALD. Questa innovazione rappresenta un'enorme promessa per varie applicazioni, sia in modalità a contatto che senza contatto, per il rilevamento della temperatura in tempo reale sull'interfaccia uomo-macchina.
L'integrazione di V-MXene progettato da Ru attraverso ALD ha dimostrato un notevole miglioramento del 300% nelle prestazioni di rilevamento e nella durata del dispositivo, superando le capacità del V-MXene originale. Questo progresso non solo apre la strada alla creazione di dispositivi sanitari personali multifunzionali e all'avanguardia, ma contiene anche grandi promesse per il progresso delle tecnologie di conversione e stoccaggio dell'energia pulita.
Inoltre, l'utilizzo della tecnica ALD scalabile a livello industriale utilizzata in questa ricerca consente l'ingegneria precisa delle superfici MXene con metalli preziosi, aprendo così nuove possibilità per applicazioni future.
"Siamo entusiasti del potenziale di questa svolta", ha affermato il professor Kim. "L'integrazione precisa dei metalli preziosi apre un mondo completamente nuovo di possibilità nello sviluppo di dispositivi sanitari personali versatili, di nuova generazione e sicuri, nonché di sistemi di conversione e stoccaggio di energia pulita, con il potenziale di avere un impatto sostanziale la vita delle persone."
La dottoressa Debananda Mohapatra, professore associato di ricerca presso la Scuola di specializzazione in ingegneria dei materiali e dei dispositivi semiconduttori dell'UNIST, ha sottolineato la facilità e la versatilità dell'ingegneria delle superfici MXene con metalli preziosi, utilizzando tecniche ALD preferite a livello industriale. Ha inoltre evidenziato il potenziale delle applicazioni in tempo reale nei dispositivi sanitari indossabili e nei campi dell'energia pulita. Ha affermato:"Questo lavoro di successo segna l'inizio di un fiorente campo di ricerca incentrato sul progresso dell'ingegneria e delle applicazioni dei nanomateriali 2D potenziati dall'ALD."
Il gruppo di ricerca ha inoltre evidenziato il vasto potenziale per l’esplorazione dei non-Ti-MXeni meno studiati, come gli MXeni a base di Mo, V e Nb, per l’ingegneria della struttura interna della superficie utilizzando metalli preziosi selettivi (Ru, Ir, Pt, Pd). Processi ALD.
Incorporando singoli atomi o gruppi atomici di metalli preziosi (Ru, Ir, Pt e Pd), l'attività superficiale risultante e la sensibilità/prestazione energetica per atomo possono essere notevolmente migliorate. Questo approccio riduce al minimo l'uso di questi metalli preziosi, scarsi e costosi.
Ulteriori informazioni: Debananda Mohapatra et al, Rutenio controllato dal processo su V-MXene ingegnerizzato in 2D tramite deposizione di strati atomici per il monitoraggio della sanità umana, Scienza avanzata (2023). DOI:10.1002/advs.202206355
Informazioni sul giornale: Scienza avanzata
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