Un equipo de investigadores de la Universidad de Hokkaido ha desarrollado un nuevo método de síntesis de materiales llamado introducción de iones impulsados por protones PDII que utiliza un fenómeno similar al "billar de iones". El nuevo método podría allanar el camino para crear numerosos materiales nuevos, por lo tanto drásticamenteciencias avanzadas de materiales.
El método de síntesis se basa en un proceso sin líquido que permite la intercalación - inserción de iones invitados en un material huésped - y la sustitución de iones con aquellos en el material huésped conduciendo iones con protones. Este estudio, dirigido por el AsistenteEl profesor Masaya Fujioka y el profesor Junji Nishii del Instituto de Investigación de Ciencias Eléctricas de la universidad, se publicaron en el Revista de la Sociedad Americana de Química el 16 de noviembre
Convencionalmente, la intercalación y la sustitución de iones se han llevado a cabo en una solución de iones, pero el proceso se considera engorroso y problemático. En un proceso basado en líquido, se pueden insertar moléculas de disolvente en los materiales del huésped junto con iones invitados, degradando el cristalcalidad. También es difícil introducir iones de manera homogénea en los materiales del huésped, y algunos materiales del huésped no son adecuados cuando se usan con líquidos.
En el método PDII, se aplica un alto voltaje de varios kilovoltios a un ánodo en forma de aguja colocado en hidrógeno atmosférico para generar protones a través de la disociación electrolítica del hidrógeno. Los protones migran a lo largo del campo eléctrico y se disparan a la fuente de suministro delos iones deseados, similares a las bolas en el billar, y los iones son expulsados de la fuente para mantenerlo eléctricamente neutral.
En este estudio, al utilizar diferentes materiales como fuentes de suministro de iones, el equipo logró introducir iones de litio de manera homogénea Li + , iones de sodio Na + , iones de potasio K + , iones de cobre Cu + e iones de plata Ag + en huecos de nivel nanométrico en sulfuro de tantalio IV TaS 2 , un material en capas, manteniendo su cristalinidad.Además, el equipo sustituyó con éxito Na + de Na 3 V 2 PO4 3 con K + , que produce un material termodinámicamente metaestable, que no se puede obtener utilizando el método convencional de reacción en estado sólido.
"En la actualidad, hemos demostrado que los iones de hidrógeno H + , Li + , Na + , K + , Cu + y Ag + puede usarse para introducir iones en nuestro método, y esperamos que se pueda utilizar una mayor variedad de iones. Al combinarlos con varios materiales anfitriones, nuestro método podría permitir la producción de numerosos materiales nuevos ", dice Masaya Fujioka".en particular, si se establece un método para introducir iones cargados negativamente e iones multivalentes, estimulará el desarrollo de nuevos materiales funcionales en el campo de la batería de iones sólidos y la electrónica ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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