Foto: © nanomanpro / Dollar Photo Club

Jak chránit 2D materiály proti korozi

Některé 2D materiály se na vzduchu, eventuálně ve vlhkém vzduchu, snadno oxidují, podléhají korozi. Týká se to černého fosforu a dichalkogenidů přechodných kovů, problém to představuje i u těch látek, kde za normálních podmínek probíhá pasivace a tenká vrstva oxidů (hydroxidů apod.) na povrchu chrání zbytek materiálu. Jenže když má materiál jen několik nebo opravdu jen 1 atomární vrstvu, samozřejmě se zde zoxiduje skoro všechno. To platí třeba pro křemík. V běžných polovodičích je pokrytí tenkou vrstvou oxidu křemičitého ideálním řešením, u 2D křemíku (silicenu) pak ale z původního materiálu nebude nic.
Možným řešením koroze u klasických materiálů bývá ochranný nátěr, i zde ale v případě 2D materiálů narážíme na problém. Nátěr bude nejspíš tlustší než samotný 2D materiál a podstatně změní jeho vlastnosti, typicky elektrickou vodivost a průhlednost. Pokud se ochranný materiál nanáší v menší vrstvě, hrozí zase, že nepokryje celý povrch, rychle se v něm vytvoří trhliny apod.
Na MITu nyní vyvinuli levný a snadno použitelný povlak, který by většinu problémů s oxidací 2D materiálů měl řešit. Lineární alkylaminy lze nanášet v dostatečně tenké vrstvě, zahříváním pak pak v materiálu odstraní drobné otvory a vznikne souvislá vrstva, přesto však tenká jen asi 1 nm a opravdu pouze monomolekulární. Povrch je pak chráněn před kyslíkem, vlhkostí i většinou dalších kapalin/rozpouštědel. V případě potřeby lze vrstva alkylamidů snadno odstranit konkrétními organickými kyselinami.
Celý koncept byl demonstrován na fotodetektoru na bázi chalkogenidů přechodných kovů. Potah autoři výzkumu vytvořili z hexylaminu. 2D materiál stačilo v lázni s hexylaminem ponechat 20 min. při 120 ºC a za normálního tlaku, dalších 20 min. pak probíhalo zahřívání v párách hexylaminu pro odstranění trhlin. Kromě dichalkogenidů vědci chtějí tuto techniku testovat pro 2D černý fosfor, silicen a stanen (2D cín).
Cong Su et al. Waterproof molecular monolayers stabilize 2-D materials, Proceedings of the National Academy of Sciences (2019). DOI: 10.1073/pnas.1909500116
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology – MIT News

Magnony slibují husté ukládání dat do magnetických bublin

Magnony se představě poněkud vzpírají, ale budeme si na ně muset možná zvyknout, protože se …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close