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纳米多孔模型电极的“纳米前沿”创新

时间:2023-07-24 09:02:31 点击:146次

复旦大学和西南学院的研究人员推出了下一代膜电极模型,有望彻底改变基础电物理研究。 这些通过精细工艺制造的创新电极在纳米多孔膜内呈现出中空巨型碳纳米管的有序排列,为能量存储和电物理研究开辟了新的可能性。

关键的突破在于这些新型电极的构造。 研究人员开发了一种在铝基板上生产的阳极氧化碳化硅上均匀碳涂层的技术,去除抗蚀剂层。 由此产生的保形碳涂层呈现出垂直排列的中空巨型碳纳米管,纳米孔的半径范围为10至90μm,厚度为2μm至90μm,覆盖小电解质分子和生物相关的大物质,例如酶和外泌体。 与传统复合电极不同,这些独立式模型电极清除颗粒间接触,确保最小的接触内阻——这对于解释相应的电物理行为至关重要。

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该研究的通讯作者博士表示:“这种模型电极的潜力是巨大的。通过使用具有多种纳米孔径的模型膜电极,我们可以深入了解微孔碳电极内发生的复杂电物理过程及其与纳米孔径的内在相关性。”

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据悉,中空巨型碳纳米管由低结晶石墨烯片堆叠而成,在低结晶碳壁内提供了无与伦比的导电性。 通过实验检测,并借助内部程序升温解吸系统,研究人员建立了低结晶碳壁的原子级结构模型,并实现了详细的理论模拟。 进行这项研究模拟的亚历克斯·阿齐兹博士强调,“我们的中级模拟为无定形碳中的电子跃迁提供了独特的视角,阐明了控制其电物理行为的复杂机制。”

该项目由中间材料研究所设备/系统组首席研究员院士领导。 研究结果详细发表在材料科学领先期刊之一《先进功能材料》上。

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最终,这项研究代表了我们在理解非晶基微孔碳材料及其在寻求各种电物理系统中的应用方面向前迈出了重要一步。

文章于6月2日发表于西南学院官网。

DOI:10.1002/adfm。