科學家利用界面活性劑成功生產非晶態奈米片
日本名古屋大學的研究人員成功解決了奈米片技術的一大難題。他們採用界面活性劑,從多種材料中生產出非晶奈米片,包括鋁和銠等難以合成的超薄非晶金屬氧化物。這項突破性研究發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜誌上,為非晶奈米片在燃料電池等領域的應用鋪平了道路。
研究團隊設計了一種靈活的合成方法。其過程從固態界面活性劑入手,這種活性劑能夠在其框架結構中排列金屬離子,尤其是在層間空間中進行排列。由於非晶奈米片本身沒有層,因此表面活性劑層則充當了替代品。
界面活性劑透過限制金屬離子在其晶體內的分佈,形成了不同種類的晶體。加入水後,水與界面活性劑中的金屬離子反應,觸發水解作用,導致這些金屬離子部分分解,形成小的、孤立的金屬簇。
隨後,研究人員使用甲醯胺等溶劑幫助這些金屬簇排列成有序結構。這種組織過程由界面活性劑的初始晶體形狀引導,形成了金屬簇模仿界面活性劑晶體形狀的薄片。
利用此方法,研究團隊成功地用鎵離子製造了厚度僅約1.5奈米的非晶態奈米片。隨後,他們將該技術擴展至其它難以處理的金屬氧化物和氫氧化物(如鋁和銠),進一步驗證了這項技術的廣泛適用性。