Учёные выявили новый проводник, который эффективнее графена в 100 раз

27.09.2019

Одноатомная слюда может использоваться в устройствах, вырабатывающих постоянный ток и тепло благодаря тому, что проницаема для протонов.

Британские физики несколькими годами ранее установили, что определённые 2D-материалы уязвимы перед протонами. К таким относится графен. В то же время остальные устойчивы перед ними, несмотря даже на незначительную толщину (сульфид молибдена).

Эта визуализация показывает слои графена, используемые для мембран. Фото: Манчестерский университет. Credit: University of Manchester

А в ходе нового эксперимента выяснилось, что протоны могут проникать через тончайшие слои слюды, которые в несколько раз превышают по толщине графен.

Слюда состоит из кристаллов, каждая мембрана которых отделима друг от друга. Так, было установлено, что сквозь одну из них способны проникать протоны.

Это открытие кажется невероятным, учитывая, что слюда превосходит по толщине сульфид молибдена, однако при этом эффективнее графена. Её кристаллы имеют трубки, наполненные гидроксильными элементами. Они-то и позволяют материалу быть хорошим проводником.

Также было обнаружено, что при особом температурном режиме слюда становится ещё более податливой, чем при использовании других подобных технологий.

По словам одного из учёных, материалов, которые показывают надёжную работу при высоких температурных режимах (от 100 до 500 °C), крайне мало. Но именно этот тепловой диапазон наиболее предпочтителен для превосходного функционирования топливных элементов. Несмотря на то, что слюда имеет толщину в 1 атом, она отлично себя показала в ходе исследований. Теперь перед учёными стоит задача создать двойника мембраны из слюды. Это нужно для того, чтобы проводить тесты в промышленных масштабах.

Изучаются свойства борофена (двумерного кристалла бора), которые могут стать эффективнее графена.

Источник: Atomically thin minerals show promise as proton conducting membranes for green technologies