Sciencemag.cz
Doporučujeme
Střípky ze světa grafenu a 2D, ba i 1D materiálů. Po nějaké době se nahromadila zase řada celkem krátkých, ale snad zajímavých zpráviček/novinek.
(pokračování včerejších novinek)
Nově objevená kombinace dvou materiálů by mohla efektivně přeměňovat světlo na elektřinu. Na oxidu grafenu ve 2D podobě se nachází elektricky vodivé vlákno (1D) polythiofenu (thiofen je heterocyklus se sírou). Předpokládá se, že nový materiál by se vedle solárních panelů mohl uplatnit také při výrobě ohebných displejů nebo účinného elektronického papíru.
Wolfgang Maser ze Spanish National Research Council a jeho kolegové z několika španělských univerzit dosáhli celého uspořádání tak, že nejprve připravil polymer v podobě disperze nanočástic ve vodě, což pak umožnil ho speciálním způsobem navázat na stejně dispergovaný oxid grafenu. Oxid grafenu zrychluje odezvu samotného polymeru, resp. transport elektronů.
Použitá strategie syntézy by navíc mohla být rozšířena i na další vodivé polymery.
Eduardo Colom et al, Graphene Oxide: Key to Efficient Charge Extraction and Suppression of Polaronic Transport in Hybrids with Poly (3-hexylthiophene) Nanoparticles, Chemistry of Materials (2023). DOI: 10.1021/acs.chemmater.3c00008
Zdroj: Spanish National Research Council / Phys.org
Kombinovaný oxid bismutu, stroncia, vápníku a mědi (bismuth strontium calcium copper oxide, BSCCO) patří k supravodičům. Jedná se vlastně o celou skupinu látek s různou teplotou supravodivého přechodu, které se již používají a široce studují. Nejvyšší teplotu supravodivosti má z těchto látek zatím zřejmě varianta se vzorcem Bi1.6Pb0.4)Sr2Ca2Cu3O10 (tzv. Bi-2223). Ta má však současně i četné nevýhody včetně nízké kritické proudové hustoty a složité syntézy. Muralidhar Miryala (Shibaura Institute of Technology, Japonsko) a jeho spolupracovníci nyní zkusili do výrobního procesu Bi-2223 přidat nanočástice grafenu. Integrace obou látek byla provedena společným srážením.
Tým zkoumal pomocí rentgenové difrakce (XRD) tvorbu fází a krystalové struktury různých vzorků Bi-2223 s 0,3, 0,5 a 1,0 hmotnostním procentem nanočástic grafenu a porovnával je s čistým vzorkem. Měřili také kritickou teplotu vzorků. Vzorek s 1,0 % grafenu vykazoval nejvyšší kritickou proudovou hustotu a měl mikrostrukturu nejlépe uzpůsobenou pro tvorbu supravodičů Bi-2223. Kritická teplota supravodivosti ovšem přídavkem grafenu klesla.
Siti Nabilah Abdullah et al, Microstructure and Superconducting Properties of Bi-2223 Synthesized via Co-Precipitation Method: Effects of Graphene Nanoparticle Addition, Nanomaterials (2023). DOI: 10.3390/nano13152197
Zdroj: Shibaura Institute of Technology / Phys.org
Fyzikové z MITu a další vědci objevili, že 5 ultratenkých vloček grafenu poskládaných na sobě může vykazovat unikátní vlastnosti – bez toho, že by listy bylo třeba vůči sobě pootočit (twistronika). Jak uvádí hlavní autor studie Long Ju, struktura má celkový tvar klence (rovnoběžnostěnu se stěnami tvořenými kosočtverci, pentalayer rhombohedral stacked graphene). Při 5 vrstvách grafenu existuje více než 10 možných uspořádání („stohování“). K identifikaci a izolaci kosočtverečných struktur byl proto potřeba za tímto účelem speciálně zkonstruovaný mikroskop.
Následně byla struktura vložena do sendviče z nitridu bóru a systém dále laděn pomocí vnějšího elektrického napětí. Podle množství elektronů puštěných do systému se pak pak grafen mohl chovat jako izolant, magnet nebo topologický materiál, jenž byl elektricky vodivý pouze na okrajích.
Tonghang Han et al, Correlated insulator and Chern insulators in pentalayer rhombohedral-stacked graphene, Nature Nanotechnology (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01520-1
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology / Phys.org
