Méthode de synthèse pour les hétéronanostructures segmentées 1D utilisant l’ordre axial induit par les contraintes
Ci-dessus : illustration schématique de la conversion chimique à partir du modèle Te/M1Te, montrant les réactions contrôlables avec le Te résiduel, le M1Te généré et les deux. Ci-dessous : aperçu des 2e (surlignées en violet) et 3e générations (surlignées en indigo) résultant du 1er modèle Te initial (surligné en jaune). Crédit : Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47446-7
Les hétéronanostructures segmentées unidimensionnelles (1D-SH) sont des candidats prometteurs dans des domaines tels que la photoélectrocatalyse (PEC) et la thermoélectricité. Actuellement, la synthèse des 1D-SH se concentre principalement sur les sulfures et les séléniures, avec relativement moins de recherches sur les matériaux tellurures, alors que les tellurures ont des perspectives d’application importantes dans le stockage d’énergie et l’optoélectronique. Cependant, une synthèse simple et contrôlée de matériaux tellurures 1D-SH a toujours été un défi.
Une équipe de recherche dirigée par l’académicien Yu Shuhong de l’Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a développé une méthode de synthèse de 1D-SH basée sur l’ordre axial induit par les contraintes. Ils ont également suivi les changements d’énergie de contrainte et de déformation au cours de l’évolution de structures ordonnées périodiques en utilisant un modèle de champ de phase continu.
L’étude est publiée dans Nature Communications.
Dans un premier temps, les chercheurs ont sélectionné des nanofils de tellure (NW) à rapport hauteur/largeur élevé comme unités structurelles modèles et les ont dispersés dans de l’éthylène glycol, avec l’agent complexant NH4SCN et une quantité stoechiométriquement déficiente d’ions argent Ag+ ajouté. Ensuite, le Te/Ag2Les 1D-SH avec des structures segmentées régulières distinctes sont apparues rapidement.
Pour vérifier ses propriétés, les chercheurs ont utilisé la microscopie électronique à transmission et le spectromètre à rayons X à dispersion d’énergie pour observer son uniformité segmentée et déterminer la distribution élémentaire. Les chercheurs ont également vérifié la nature biphasique du Te/Ag2Les hétérostructures segmentées utilisent des méthodes telles que les spectres de diffraction des rayons X, la spectroscopie Raman et la spectroscopie de photoélectrons X.
De plus, grâce au microscope électronique à transmission en phase liquide in situ, les chercheurs ont résumé que le processus de formation de Te/Ag2Les 1D-SH ont connu une évolution en trois étapes : génération d’îlots, pénétration de bandes et ordonnancement de segments.
Pour explorer le changement d’énergie et la distribution des contraintes lors de la formation de Te/Ag2Avec les 1D-SH, les chercheurs ont reproduit les processus de formation, de croissance et de classement de l’Ag2Les structures de l’île.
Les résultats ont montré que l’Ag initialement généré2Les îles ont été soumises à des contraintes de traction radiales et à des contraintes de compression axiales, se développant dans la direction radiale pour former des structures en bandes mal ordonnées. Par la suite, ces structures en bandes évoluent progressivement vers des segments périodiques.
Les chercheurs ont également synthétisé une série de 1D-SH de tellurures, comprenant des matériaux comme Pd, Cu, Bi, Cd, etc. De plus, en combinant des post-transformations chimiques simples, les chercheurs ont construit une bibliothèque de matériaux 1D-SH axiaux impliquant 13 éléments du tableau périodique.
Les chercheurs ont également proposé une méthode simple en phase solution pour synthétiser les 1D-SH et, combinée à un processus de post-transformation chimique simple, 25 1D-SH, dont 17 nanostructures NW-NW et 8 nanotubes NW.
Ce travail enrichit non seulement la bibliothèque de matériaux des 1D-SH, mais fournit également une nouvelle approche pour la préparation précise de nanomatériaux orientés fonction et l’exploration de la reconstruction ordonnée d’hétéronanostructures.
Plus d’information:
Qing-Xia Chen et al, Evolution de l’ordre induit par le stress des hétéronanostructures segmentées 1D et de leurs post-transformations chimiques, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47446-7
Fourni par l’Université des sciences et technologies de Chine
Citation: Méthode de synthèse pour les hétéronanostructures segmentées 1D utilisant l’ordre axial induit par les contraintes (2024, 3 juillet) récupéré le 3 juillet 2024 à partir de
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