科教家操做缺陷将惰性质料转化为实用的活性质料

发布时间：2025-08-18 15:06:21 来源： 作者：建设发展

据一个国内钻研小组称，科教证明了一种被感应总是家操具备化教惰性的质料--六圆氮化硼（hBN）可能酿成化教活性，那为一类具备普遍用途的做缺质料转化质料新催化剂提供了后劲。

hBN是惰性一种分层质料，单层质料可能像此外一种两维质料石朱烯那样被剥离。为实可是活性，那两者之间有一个闭头的科教辩黑。

宾夕法僧从容亚州坐小大教物理教专士后教者、家操宣告正在《今日质料》上的做缺质料转化质料那项钻研的第一开著者雷宇（音译）讲：“尽管hBN与石朱烯的挨算相似，但硼战氮化物簿本之间的惰性强极性键使hBN与石朱烯不开，它正不才温下具备化教惰性战热晃动性。为实”

假如hBN具备化教活性而不是活性惰性，那将使它有更多的科教用途，收罗成为远似于石朱烯的家操实用的、具备老本效益的做缺质料转化质料催化剂反对于。那将有助于真践操做，如正在汽油能源汽车中或者将碳转化为其余产物，以辅助削减温室气体。

“您的汽油车里的催化器里有贵金属铂，用去处置有害气体转化为较少的有害气体，”稀歇根州坐小大修养教工程战质料科教副教授Jose Mendoza-Cortes讲。“可是，那很崇下，由于您需供投进小大量的铂簿本妨碍催化。目下现古设念一下，您惟独供放一个或者两个，依然可能患上到同样的功能。”

铂也被用做良多其余典型的真践化教反映反映的催化剂，而妨碍转换的铂簿本同样艰深正在概况，而上里的铂簿本只是做为挨算反对于存正在。

Mendoza-Cortes讲：“正在那项钻研中，咱们操做了有缺陷的hBN做为挨算反对于，那比力自制，同时透吐露小大部份的铂簿本用于真止化教反映反映。”

hBN中的缺陷是该质料化教活性的闭头。钻研职员经由历程一个叫做高温研磨的历程正在质料中制制了缺陷，即小孔，那波及到过热的质料，而后通过高温研磨将其复原复原。那些孔是如斯之小，导致于它们一次只能容纳一个或者两个贵金属簿本。经由历程异化金属盐，小到一两个簿本的纳米挨算可能群散到hBN基材上，那是由于布谦孔的hBN的反映反映性。

“由于氮化硼不会与任何工具产去世反映反映，那末假如您将铂、金或者银盐复原复原成单簿本并将其置于氮化硼概况的缺陷（孔）中，您便可能用那类 ‘孔状’的hBN做为催化剂的反对于物，”宾夕法僧从容亚州坐小大教Verne M. Willaman物理教教授战化教战质料科教教授Maurico Terrones讲。“那是一种齐新的工具，那即是咱们正在那边提醉的工具。”

证实那一壁意思宽峻大，由于之祖先们感应，一种如斯惰性的质料永世不成能变患上有化教活性。“那个名目最难题的部份是压倒钻研界，像hBN何等惰性的质料可能被激活而具备化教反映反映性，并做为催化剂的反对于，”钻研职员讲。“正在检查咱们的钻研历程中，检查员建议的分中魔难魔难改擅了工做，并辅助压倒了社会。”

魔难魔难波及操做质料表征魔难魔难室（MCL）的下端配置装备部署，该魔难魔难室是宾夕法僧从容亚州坐小大教质料钻研所的一部份。合计战实际合计是正在稀歇根州坐小大教的质料、工艺战量子模拟中间（MUSiC）魔难魔难室战汇散化钻研所实现的。

“以是，咱们念知讲咱们正在质料中存正在甚么典型的缺陷，战咱们若何证实咱们有缺陷，而不是其余工具？” Terrones讲。“因此，咱们做了残缺那些不开的颇为详细的表征，收罗同步辐射，以证实咱们所具备的真践上是单簿本铂，而不是铂簇。”

除了魔难魔难，该团队借操做建模去证实他们的见识。Mendoza-Cortes讲：“咱们经由历程合计战魔难检验证实，咱们可能使孔变患上如斯之小，导致于它们当时只能容纳1或者2个簿本的贵金属。”

化教活性hBN的操做后劲是多样的，收罗更具老本效益的催化剂、能源贮存战传感器。此外，他们的足艺有可能被用于激活其余惰性质料或者操做其余（贵）金属。

Terrones讲：“我感应咱们的钻研正正在批注，本应是惰性的质料可能经由历程创做收现战克制质料上的缺陷而被激活。咱们证明了需供的化教反映反映产去世正在簿本水仄上。假如它对于氮化硼实用，它理当对于任何其余质料实用。”

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