激光打印纳米材料
在《自然通讯》杂志上，马克斯普朗克胶体与界面研究所的一个跨学科团队首次展示了一种激光驱动技术，使他们能够制造纳米颗粒，如铜、钴和镍氧化物。在通常的印刷速度下，以这种方式生产光电极，例如，用于产生绿氢等广泛的应用。
以前的方法只能在经典反应容器中以高能量输入和许多小时的时间来生产这种纳米材料。利用该研究所开发的激光驱动技术，科学家们可以在表面沉积少量材料，同时利用激光的高温在很短的时间内进行化学合成。“当我在电子显微镜下发现纳米晶体时，我知道我发现了一件大事，”该研究的第一作者和博士研究员张俊芳说。这一发现变成了一种新的、环保的合成材料的方法，除其他外，它可以有效地将太阳能转化为电能。
使用阳光无需绕道制氢：“如今，大多数绿色氢是通过使用太阳能电池板产生的电力并储存在电池中的水来生产的。通过使用光电极，我们可以直接使用太阳光，”Aleksandr Savateev 博士说。
新开发的原理适用于所谓的过渡金属氧化物，主要是铜、钴和镍的氧化物，它们都是很好的催化剂。这些氧化物的特殊之处在于它们的晶体形式(纳米晶体，如纳米棒或纳米星)的多样性，这会影响它们的表面能。每种结构对催化反应都有不同的影响。因此，重要的是可以使这些纳米结构有针对性——甚至无针对性，但可重复。开发的技术还可用于快速有效地寻找新催化剂。“一个接一个的激光点，我们可以通过简单地改变成分和条件来并排创建不同的催化剂，然后立即并行测试它们，”Felix Löffler 博士补充说，“
方法
类似于打字机的原理，材料从供体转移到受体载体。前者是“墨水”，一种与金属盐混合的固体聚合物，后者由导电电极上的氮化碳薄膜组成。有针对性的激光照射将盐与熔融聚合物一起转移到受体。短暂的高温会导致盐在几毫秒内发生反应，然后它们会转化为具有所需形态的金属氧化物纳米颗粒。
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新能源
2021-06-07
