porøs, lagdelt materiale kan tjene som en grafenanalog

Et elektrisk ledende materiale, med lag, der ligner grafen (enkelt ark grafit), blev syntetiseret under milde forhold ved hjælp af et velkendt molekyle, der tillader god elektronisk kobling af nikkelioner og organiske dele. Det nye porøse materiale udviser høj elektrisk ledningsevne som et bulkmateriale, der er potentielt justerbart og har usædvanlig temperaturafhængighed, foreslår ny fundamental fysik.

Det nye porøse materiale er et krystallinsk, strukturelt afstembar elektrisk leder med et stort overfladeareal; sådanne materialer er eftertragtede til anvendelser til lagring af energi og til undersøgelse af den grundlæggende fysik af lagdelte, todimensionelle materialer.

Metal-organiske rammer (MOF'er) er hybride organisk-uorganiske materialer, der traditionelt er blevet undersøgt til gaslagring eller -separation på grund af deres store overfladeareal. At lave gode elektriske ledere af disse normalt isolerende materialer har været en langvarig udfordring, da meget porøse indre ledere kan bruges til en række applikationer, herunder energilagring. Forskere ved Massachusetts Institute of Technology og Harvard University har påvist, at en kombination af et organisk molekyle, 2, 3, 6, 7, 10, 11-hexaiminotriphenylen (forkortet HITP), med nikkelioner i vandig ammoniakopløsning og luft forårsager selvsamling af et stærkt ledende porøst sort pulver, Ni ₃ (HITP) ₂ . Det nye materiale er sammensat af stakke af uendelige todimensionelle plader, der ligner grafit, med en elektrisk ledningsevne ved stuetemperatur på ~40 S/cm.

Ledningsevnen af ​​dette materiale er sammenlignelig med den for bulkgrafit og blandt de højeste for alle ledende MOF'er rapporteret til dato. I øvrigt, temperaturafhængigheden af ​​ledningsevnen viser en lineær afhængighed mellem 100 K og 500 K, antyder en usædvanlig ladningstransportmekanisme, som ikke tidligere er blevet observeret i nogen organiske halvledere, og mangler derfor at blive undersøgt. I masseform, materialet kunne bruges til superkondensatorer og elektrokatalyseapplikationer. Ved eksfoliering, dvs. afskalning af på hinanden følgende lag, materialet forventes at opføre sig som en grafenanalog med indstillelig båndgab og elektromagnetiske egenskaber, foreslår nye anvendelser og eksotiske kvanteegenskaber i faststoffysik.