(c) Graphicstock

Obyčejná slída skvěle vede protony, překonala i grafen

Kromě vodivosti elektronové mohou proud vést i kladně nabité částice – a to nikoliv díry ve smyslu chybějících elektronů, ale i protony (vodíkové kationty). Příslušné procesy mají blízký vztah třeba k vodíkovým palivovým článkům.
Vodíkové kationty přitom mohou vést proud nejenom v roztocích. Již dříve se ukázalo, že dokáží procházet i přes 2D materiály (de facto membrány). Spoluobjevitel grafenu a nositel Nobelovy ceny za tento objev Andre Geim a Marcelo Lozada-Hidalgo z University of Manchester zjistili, grafen je pro protony propustný. Jenže to se týká opravdu pouze jednoatomové vrstvy; stačí vzít trochu jiný 2D materiál, sulfid molybdeničitý, a zkusit vrstvu o pouhých třech atomech, a protony neprocházejí vůbec.

Lucas Mogg opět z University of Manchester nyní jako první autor nově publikované studie ukázal, že výborných vodičem protonů je slída (skupina minerálů na bázi hlinitokřemičitanů). Materiál v tomto případě může být tlustý minimálně 10 atomů a vodivost je 100krát vyšší než u grafenu; slídu lze na tenké vrstvy „nařezávat“ poměrně snadno i prostým odlupováním, protože má strukturu/mechanické vlastnosti podobné grafitu. Jde o běžný a levný materiál.
Vodivost i tlustších vrstev slídy zřejmě vyplývá z toho, že ve struktuře tohoto materiálu existují kanálky, obsahující hydroxylové skupiny. Vodíkový kationt pak mezi nimi může přeskakovat, podobně jako se pohybuje ve vodě.
Navíc se ukazuje, že slída spolehlivě vede protony i při teplotách, když už grafen začíná selhávat – mezi 100 a 500 ºC. To je přitom ideální rozsah teplot pro provoz řady palivových článků i řady dalších technologií pracujících s vodíkem.
Slída je přitom jen příkladem, z hlediska vodivosti (nejen protonů, ale i jiných iontů) má rozhodně smysl zkoumat i další 2D materiály – ve smyslu velmi tenkých, ne nutně monoatomárních vrstev.

Atomically thin micas as proton-conducting membranes, Nature Nanotechnology (2019). DOI: 10.1038/s41565-019-0536-5 , https://nature.com/articles/s41565-019-0536-5
Zdroj: University of Manchester/Phys.org a další

Credit: (c) NASA/JPL-Caltech/DSS

Černé díry lze vážit i jinak než podle obíhajícího prachu a plynu

V poslední době se podařilo změřit hmotnosti několika obřích černých děr v centrech galaxií, tyto …

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