Sciencemag.cz
Doporučujeme
Elektridy jsou velmi zajímavé iontové „sloučeniny“, kde v krystalové mřížce ovšem namísto záporně nabitých atomů či jejich skupin najdeme samotné elektrony, které tak nejsou součástí atomového obalu. Zkoumané elektridy mají často navíc povahu 2D materiálů, i když to nemusí nutně znamenat, že se skládají jen z jediné vrstvy atomů.
Hannes Raebiger z japonské Yokohama National University a jeho kolegové nyní připravili nový a za běžných podmínek stabilní elektrid se „vzorcem“ Sc2CO2. Patří do skupiny Mxenů (Mxenes). Ty se obecně skládají z vrstvy atomů uhlíku nebo dusíku, které jsou vloženy mezi dvě vrstvy atomů kovu (v tomto případě skandium) dopovaného kyslíkem nebo fluorem.
Autoři výzkumu očekávali, že vnitřní uhlík, tedy samotný elektrid, kde vedle atomů najdeme i osamocené elektrony, by mohl mít zajímavé vlastnosti hlavně v podobě šestiúhelníkové struktury obsahující navíc jeden atom uhlíku uprostřed. Nakonec ale vědci zjistili, že materiál získal podobu kosočtverců, v jehož rozích byly elektrony. Uprostřed v řadě se pak vždy nacházely tři atomy uhlíku. Samostatně existující uhlíkové trimery jsou raritním uspořádáním, i když v mezihvězdném prostoru byly tyto molekuly již detekovány.
Na nové látce jsou zajímavé i její elektrické vlastnosti. Na rozdíl od většiny elektridů, které bývají dobře vodivé, je SC2CO2 izolant. Navíc je nezvyklé i to, že po přidání (i odebrání) dalších elektronů do/z systému elektrický odpor ještě vzrůstá.
MXeny nabízejí řadu aplikací, protože je lze snadno ladit a konfigurovat, už třeba změnou kovu, který tvoří vnější vrstvu. Kromě toho, že mají zajímavé elektrické vlastnosti, se liší i vlastnostmi magnetickými a také je lze pro některé chemické reakce používat jako velmi specifické a účinné katalyzátory. Nově připravený Sc2CO2 může sloužit i jako zdroj elektronů, které lze z vnitřní vrstvy snadno emitovat do okolního prostoru; takový zdroj elektronů by kromě katalýzy mohl mít podle autorů studie smysl i v urychlovačích částic.
Soungmin Bae et al, MXene Phase with C 3 Structure Unit: A Family of 2D Electrides, Advanced Functional Materials (2021). DOI: 10.1002/adfm.202100009
Zdroj: Yokohama National University / Phys.org
asi má být:
Sc2CO2 = Scandium + uhlík + 2x kyslík
(V původním článku „M2CO2 MXenes with M = Sc, Y, La, Lu, Tm, and Ho“)
asi špatně nebo chtěl autor říci něco jiného?
SC2CO2 = Síra + 2x uhlík + uhlík + 2x kyslík ?
dekuji, opraveno