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2024-10-03 15:05:27

生成多个可调纳米孔隙的新方法

导读 纳米多孔膜具有小于十亿分之一米的原子级孔径,在净化污水、从水中提取有价值的金属离子或用于渗透发电机方面具有强大的潜力。但这些激动人...

纳米多孔膜具有小于十亿分之一米的原子级孔径,在净化污水、从水中提取有价值的金属离子或用于渗透发电机方面具有强大的潜力。

但这些激动人心的应用在一定程度上受到了逐个隧穿单个亚纳米孔隙的繁琐过程的限制。

“如果我们要将二维材料膜扩大到实验室以外的应用,&luo;单孔&ruo;的方法是不可行的,”芝加哥大学普利兹克分子工程学院 (PME) 的博士毕业生 Eli Hoenig 说道。“但是,即使在实验室实验的范围内,纳米多孔膜也能提供比单个孔大得多的信号,从而提高灵敏度。”

Hoenig 是最近在《自然通讯》上发表的一篇论文的第一作者,该论文为解决这一长期存在的问题找到了一条新途径。在 PME 助理教授 Chong Liu 的指导下,该团队创造了一种新的孔隙生成方法,即在材料中故意制造薄弱点,然后施加远程电场,一次性生成多个纳米级孔隙。

刘说:“我们的逻辑是,如果我们可以预先设计材料的外观并设计弱点的位置,那么当我们进行孔隙生成时,磁场就会拾取那些弱点并首先开始在那里钻孔。”

弱点的力量

通过重叠几层多晶二硫化钼,研究小组可以控制晶体的相遇位置。

“假设我有两块完美的晶体。当这两块晶体结合在一起时,它们不会平滑地粘在一起。它们会有一个界面开始相互连接,”刘说。“这被称为晶界。”