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Los cálculos cuánticos realizados por científicos de la Universidad de Surrey están permitiendo el descubrimiento de nuevas «fases» de material bidimensional (2D) que pueden usarse para construir dispositivos de celdas de combustible de próxima generación.
Crédito de la foto: Universidad de Surrey
Los cálculos ayudaron a la investigación en la Universidad Tecnológica de Graz en el desarrollo de nitruro de boro hexagonal (h-BN), uno de los materiales 2D más emocionantes. Tiene una estructura de cristal de panal muy similar a la del grafeno, el material 2D más popular.
Las fases nanoporosas descubiertas en nuestra investigación no tienen un interés puramente académico: ofrecen potencial para aplicaciones tales como materiales sensores, nanorreactores y membranas. Este trabajo muestra que la física y la química fundamentales ofrecen caminos hacia aplicaciones verdaderamente relevantes de la nanotecnología..
dr. Anton Tamtögl, director de proyectos, Universidad Tecnológica de Graz
Los materiales 2D ultradelgados generalmente se fabrican exponiendo una superficie de metal caliente a un gas específico, lo que hace que el gas se descomponga en el metal, creando así el material 2D preferido. Debido a las altas temperaturas, es difícil observar el desarrollo de materiales 2D en los muchos pasos intermedios que tienen lugar antes de que se complete el material 2D.
Los resultados obtenidos por el grupo de Graz muestran que otras estructuras superficiales 2D pueden separarse antes de que se forme h-BN.
Cálculos de mecánica cuántica bajo la dirección del Dr. Marco Sacchi de Surrey ha permitido a los colaboradores comprender que estas estructuras ordenadas están construidas por agujeros espaciados uniformemente (conocidos como nanoporos) de h-BN. Estas estructuras abiertas se encontraron por primera vez y se observó su función en el crecimiento de h-BN.
Probamos que la combinación de experimentos y cálculos de química cuántica puede proporcionar información nueva e importante sobre el crecimiento de materiales 2D. Ya estamos planeando usar nuestro método para estudiar el crecimiento de otros materiales 2D, y estamos colaborando con socios internacionales para encontrar formas de acelerar el desarrollo de estos materiales prometedores..
dr. Marco Sacchi, Universidad de Surrey
Anthony Payne, coautor de la Universidad de Surrey, explicó: «Estos nanoporos no se parecen a nada visto antes y podrían abrir una nueva generación de nanomateriales con interesantes posibilidades en nanotecnología y catálisis..»
«Encontrar una nueva fase para un material 2D tan conocido y tecnológicamente importante es como descubrir una nueva especie de mariposa en tu propio patio trasero.“, agrega Adrian Ruckhofer de TU Graz.
referencia de la revista
Ruckhofer, A., y otros. (2022) Evolución de las fases nanoporosas ordenadas durante el crecimiento de h-BN: control de la ruta desde el precursor de la fase gaseosa hasta el material 2D mediante en el sitio Vigilancia. horizonte a nanoescala. doi.org/10.1039/D2NH00353H.
Fuente: https://www.surrey.ac.uk/
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