В его основе — графен и борофен. Разработку можно использовать во время производства аккумуляторов — пишет «Mail.ru Hi-Tech».
Новый материал изготовлен на основе графена и борофена. Фото: feedroad.com
Ученые НИЯУ МИФИ придумали, как стабилизировать пористые материалы на основе гетероструктур из графена и борофена. По их мнению, новые материалы смогут найти применение в качестве анодов и катодов в батареях, а изготовленные из него мембраны станут основой высокопроизводительных эффективных фильтров. Об этом сообщила пресс-служба университета.
Состав нового материала
Графен — это двумерный материал, кристалл которого образован монослоем из атомов углерода. Аналог графена борофен — это тоже двумерный материал, построенный исключительно из атомов бора. Срастаясь друг с другом посредством прочного ковалентного взаимодействия, два листа этих материалов, каждый толщиной в один атом, образуют композит или бислой. Ученые изучили его и узнали нечто новое.
«Если в таком бислое создать отверстия-поры, то получившийся материал будет обладать колоссальными перспективами для приложений, связанных с энергетикой или осмосом. Он сможет найти применение в качестве анодов и катодов в батареях, а изготовленные из него мембраны с высокой селективностью и проницаемостью в отношении определенных частиц станут основой высокопроизводительных эффективных фильтров», — говорит доктор физико-математических наук, профессор Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике НИЯУ МИФИ Михаил Маслов.
Молекулярная структуру графен-борофенового материала. Фото: пресс-служба НИЯУ МИФИ
Есть проблема
По мнению специалистов НИЯУ МИФИ, технологические процессы изготовления пор в бислое могут привести к разрушению или существенной перестройке атомной конфигурации материала, что отрицательно скажется на его характеристиках. К счастью, решение найдено.
Ученые придумали, как стабилизировать пористые двухслойные структуры без существенного изменения морфологии. В этом помогает пассивация, то есть особый вид обработки, атомарным водородом.
«С помощью компьютерного моделирования, без привлечения дорогостоящих экспериментов мы продемонстрировали, что в отсутствие водорода наблюдается структурный фазовый переход от пористого графена к графенилену — двумерной сетке атомов углерода, построенной из четырех-, шести- и двенадцатичленных углеродных колец. В то же время пассивация сохраняет структуру и желаемые свойства изначального бислоя», — уточняет эксперт.
Прогнозы
Авторы нового исследования рассчитывают на практическое внедрение пористого материала уже в течение ближайших 5-6 лет. Композит борофен-графен уже синтезирован, а создать в нем поры можно с применением современных нанотехнологий.
Ранее журнал Time назвал лучшие изобретения и гаджеты 2022 года. Смотрите на самые интересные из них в нашей подборке:
55 — ФОТОГРАФИЙ
Листайте фото и читайте описания к ним. Использованы изображения с сайта time.com
Nothing Phone (1) — смартфон с самым инновационным дизайном.Первый в мире ноутбук с 17,3-дюймовым складным сенсорным OLED-дисплеем Zenbook 17 Fold OLED.Galaxy S22 Ultra объединил возможности высококачественной съемки от смартфонов Samsung серии S со стилусом — центральным элементом линейки Galaxy Note.Мельчайший чип IBM, изготовленный по 2-нанометровому техпроцессу.Микроскоп размером с кончик пальца QingYing E&T iMicro крепится к объективу любой камеры смартфона.Беспроводные наушники-пончики LinkBuds от Sony за счет отверстия в центре не затыкают ушной канал и позволяют слышать больше окружающих звуков.DALL·E — система искусственного интеллекта для создания реалистичных изображений по текстовому описанию от OpenAI.NuraTrue Pro — беспроводные наушники со звуком без потерь за счет поддержки потоковой передачи aptX Lossless.Новейший космический телескоп «Джеймс Уэбб», который открыл «новое окно в историю нашей Вселенной». На фото показан один из его детализированных снимков.Носимая на шее камера Linklet от Fairy Devices.Слуховой аппарат Phonak Audéo Fit c мониторингом сердечного ритма и другими «умными» опциями.Робот-компаньон с голосовым управлением ElliQ Intuition Robotics для общения с пожилыми пользователями.«Умная» роборука Esper Hand весом 380 г.Ноутбук ConceptD 7 SpatialLabs Edition позволяет дизайнерам и разработчикам просматривать 3D-модели и анимации в стереоскопическом формате без очков.Фитнес-платформа виртуальной реальности RendeverFit для пожилых людей.Интерактивная система для обучения шрифту Брайля Polly.Устройство Field of Vision для слабовидящих болельщиков помогает следить за спортивными состязаниями в режиме реального времени.ИИ DeepMind AlphaFold точно прогнозирует трехмерные модели белковых структур и ускоряет исследования практически во всех областях.Пульт SolarCell Remote от телевизоров Samsung с опцией зарядки от солнечной панели или кабеля USB-C.Система Exodigo для картографирования недр Земли с помощью набора датчиков, ИИ и 3D-визуализации.Mona — интеллектуальное прикроватное устройство. Используется для отображения важных показателей здоровья пациента в отделении интенсивной терапии.Инструмент NVIDIA Instant NeRF для создания 3D-сцен преобразует статические изображения (или видеофайлы) в реалистично визуализированные трехмерные сцены с использованием новой технологии на основе ИИ.Цифровая система техосмотра автомобиля, для которой требуется только смартфон с мобильным приложением Ravin AI.Соцсеть BeReal позволяет публиковать фото только раз в день в определенное время и без редактуры.Новая версия NordVPN с блокировкой вредоносного ПО и рекламы (большинство VPN этого не делают), а также набором дополнительных услуг, включая зашифрованные менеджеры паролей и облачное хранилище.Инструмент Truepic Lens отличает подлинные изображения от дипфейков, используя все метаданные картинки, включая время, дату публикации и устройство, с которого она была загружена.Kandao Obsidian GO — профессиональная 360-градусная VR-камера с возможностью записи видео кинематографического качества.Мощные очки дополненной реальности Magic Leap 2, предназначенные для разработчиков-профессионалов.Объектив Canon RF 5.2mm F2.8L Dual Fisheye для создания высококачественного VR-контента.Очки VITURE One Glasses называют портативным кинотеатром. Они отображают перед глазами 120-дюймовый виртуальный экран с разрешением 1080p в пределах 3 метров.Автомобиль-хамелеон BMW iX Flow меняет цвет.Аппарат для ухода за лицом Therabody TheraFace Pro с несколькими насадками и поддержкой перкуссионной терапии.Фен Zuvi Halo сушит волосы с помощью инфракрасного света, а не традиционного конвекционного тепла.Листы для мытья тела Plus Body Wash заменяют гель для душа и мочалку, полностью растворяются в воде.Портативный проектор Samsung The Freestyle с возможностью регулировки положения и интеллектуальным набором функций Smart TV.Teno — портативная колонка и лампа от компании Lumio.Цифровая фортепианная клавиатура Roli Seaboard Rise 2.Левитирующая ручка Novium Hoverpen 2.0, вдохновленная космическими кораблями из научно-фантастических фильмов.Аудиосистема Holoplot X1 Matrix Array с матричной конструкцией.Игровой движок для компьютерной 3D-графики Unreal Engine 5 от Epic Games.Наушники для геймеров HyperX Cloud Alpha Wireless с двухкамерными динамиками, съемным микрофоном и функцией подавления шума.Беспроводные наушники Earshots с клипсой для ушей. Подходят для бегунов и других людей, у которых постоянно выпадают наушники во время активных тренировок.Портативная ретро-консоль Analogue Pocket.ABB Terra 360 — самая быстрая в мире зарядная станция для электромобилей. Питание машины займет меньше 15 минут.«Умный» стол Cota Power Table со встроенной функцией беспроводной зарядки.NASA Space Launch System — самая мощная система космического запуска в мире. Подходит для пилотируемых полетов на Луну и Марс, а также для роботизированных миссий на Сатурн и Юпитер.Устройство для готовки Graphene Kitchen Styler нагревается до 230 °C за 2 минуты.Активируемая водой одноразовая бумажная батарея Empa.Единственная в своем роде платформа для квантового проектирования ColdQuanta Albert позволяет получить доступ к атомам, охлажденным до миллиардной доли 1° выше абсолютного нуля, и манипулировать ими с любого компьютера.Anker PowerHouse 757 — портативная домашняя электростанция размером с тостер. Она обладает мощностью 1500 Вт и большим количеством портов, подходит для зарядки небольших устройств.Съедобная клейкая лента для еды Tastee Tape.Kara Pure — устройство для изготовления щелочной минеральной воды из воздуха.Замороженные жидким азотом капсулы с кофе Cometeer.Beyond Meat — заменитель мяса, сделанный на растительной основе.Подводные наушники Zygo Solo могут транслировать любой аудиоконтент с телефона под водой.
