Forskere gør ikke -giftige, bøjeligt nanosheet

(Phys.org) - Cornell -materialeforskere har udviklet en billig, miljøvenlig måde at syntetisere oxidkrystalplader på, bare nanometer tyk, som har nyttige egenskaber til elektronik og alternative energianvendelser.

Arbejdet, ledet af Richard Robinson, adjunkt i materialevidenskab og teknik, findes på forsiden af ​​7. april Journal of Materials Chemistry (Bind 22, Nr. 13).

Millimeterlængden, 20 nanometer tykke natrium-koboltoxidkrystaller blev afledt ved en ny metode, der kombinerede en traditionel sol-gel-syntese med et elektrisk feltinduceret kinetisk de-blandingstrin. Det var dette andet trin, der førte til gennembruddet af en bottom-up-syntesemetode, hvorigennem titusinder af nanosheets selvsamles til en pellet.

Materialet har fascinerende egenskaber, Robinson sagde, herunder høj termoelektrisk effekt, høj elektrisk ledningsevne, superledning og potentiale som katodemateriale i natriumionbatterier.

Normalt oxidmaterialer, som et keramisk kaffekrus, er ikke elektrisk ledende; de isolerer, Sagde Robinson. Da materialet er et ledende oxid, det kan bruges i termoelektriske enheder til at omdanne spildvarme til strøm. Nu hvor forskerne har lavet nanosheets, de forventer, at materialets termoelektriske effektivitet forbedres, muliggør oprettelsen af ​​mere effektive termoelektriske apparater med alternativ energi.

Nanosheets viser også evnen til at bøje, nogle gange op til 180 grader, Tilføjede Robinson. Dette er usædvanligt for keramik, som normalt er sprøde.

Materialet er baseret på fælles, rigelige elementer (natrium, kobolt og ilt), uden giftige elementer, såsom tellur, der normalt bruges i termoelektriske enheder.

Papirets medforfattere er kandidatstuderende Mahmut Aksit og David Toledo. Arbejdet blev støttet af National Science Foundation og det amerikanske energiministerium, gennem Energy Materials Center i Cornell (EMC2).