Bevis for en årtier gammel teori gemmer sig i det tyndeste af materialer

Ved lagdeling af todimensionale (2-D) materialer, forskere som University of Manchester og Cornell University har bekræftet elektrokemiske fænomener baseret på teori etableret i 1950'erne.

Marcus-Hush-teorien om elektronoverførsel er en af ​​søjlerne i moderne kemi. Imidlertid, nogle af forudsigelserne, såsom den elektrokemiske adfærd ved meget små "ultramikroelektroder" forblev ubekræftet, indtil nu.

Udgivet i ACS Nano , et team af forskere baseret på Institut for Kemi og National Graphene Institute, har været i stand til at fremstille en enhed med en diameter så lille som 5 mikrometer.

Ved hjælp af sekskantet bornitrid (hBN), undertiden kendt som hvid grafen, undersøgelsen viser, at elektroner kunne passere gennem hBN og fungere som en barriere mellem en grafitelektrode og passende molekyler ("redoxpar") i en flydende opløsning.

Ultramikroelektroder er elektroder med karakteristiske dimensioner på mikrometer eller sub-mikrometer skala. På grund af deres egenskaber, de har skubbet grænserne for elektrokemi til små længder.

I dette tilfælde, Kombinationen af ​​ultramikroelektroder og tunnellering gennem atom-fladt hBN skabte perfekte betingelser for at afsløre særegne uoverensstemmelser i de målte elektrokemiske egenskaber. Disse uoverensstemmelser viste sig at være en direkte manifestation af Marcus-Hush-teorien om elektronoverførsel, i en fantastisk aftale med ubeviste teoretiske forudsigelser.

Dr. Matej Velicky sagde:"Det øjeblik, hvor vi indså, at vores eksperimentelle resultater er i perfekt match med en ubekræftet teoretisk forudsigelse, var spændende, og mindede os om kraften og skønheden i den videnskabelige metode "

Professor Robert Dryfe sagde:"Nøglen til dette eksperiment ligger i evnen til at opbygge" designer "materialer, ved at lægge 2-D materialer oven på andre materialer på en meget kontrolleret måde. Et sådant unikt eksperiment blev kun udtænkt på grund af faciliteterne og ekspertisen fra National Graphene Institute. "

Ud over, denne forskning giver en ny eksperimentel platform, som kan anvendes til at løse en række videnskabelige problemer såsom identifikation af reaktionsmekanismer, overflademodifikation, eller langtrækkende elektronoverførsel, som er meget vigtige processer i kemisk katalyse, fornemmelse, og biologi.