Gratias tibi ago pro natura.com adire.Versionem navigatoris limitata CSS auxilio uteris.Ad optimam experientiam commendamus ut navigatro renovato uteris (vel inactivare Compatibilitas Modus in Penitus Rimor).Praeterea, ad sustentationem permanentem, situm sine stylis et JavaScript ostendemus.
Iunctae tres articulos per dictum ostendentes.Utere globulis posterioribus et proximis movere per labitur, vel globulis lapsus moderatoris in fine movere per singulas lapsus.
relata de stratificatione electronico-boron in bracteorum bracteorum non-ducendi.Hic unicus effectus efficitur mole boron incorporatione in reticulum metallicum quod conductionem electricam inducit et spatium ad fabricationem boron cum hoc viabili consilio aperit.Experimenta in variis electrolytis agenda validum instrumentum praebent ad obtinendum floccis variis gradibus cum crassitudine 3-6 um.Mechanismus electronicorum eliminationis boron etiam revelatur et discutitur.Sic proposita methodus novum instrumentum esse potest ad productionem magnarum lapidum tenuium, et accelerare progressionem investigationis ad bursas et earum applicationes potentiales.
Materiae duae dimensivas (2D) multum interest in annis proximis accepisse ob proprietates singulares earum sicut conductivity electricae vel superficies activae eminentes.Progressio materiae graphenae animum ad alias 2D materias attraxit, unde novae 2D materiae late pervestigatae sunt.Praeter graphene nota, transitus metalli dichalcogenides (TMD) quales WS21, MoS22, MoSe3, et WSe4 etiam nuper intensive studuerunt.Quamvis materiae praedictae, nitrida boron hexagonale (hBN), phosphorus nigrum et boronenum nuper feliciter protractum.Inter eos, boron multum attendit ut unus ex minimis systematibus duobus dimensionalibus.Similis graphene iacuit, sed interesting proprietates exhibet ex eius anisotropy, polymorphismo et crystalli structura.Mole boron apparet ut scandalum fundamentale in icosaedro B12, sed varia genera crystallorum boronim per diversas modos conjunctionis et compaginationis in B12 formantur.Quam ob rem, caudices boron non solent quasi graphene vel graphite iacire, quod processus boron consequendi implicat.Multae praeterea formae polymorphicae borophenae (eg, α, β, α1, pmmm) etiam magis implicatae sunt.Varii gradus in synthesi effecti proprietates rastri directe afficiunt.Ideo synthetica methodorum evolutio efficere potest ut borocenes peculiares Phase cum magnis lateralibus dimensionibus assequantur et parvae carnium crassitudines quae nunc alta studia requirunt.
Multae rationes ad synthesim 2D materiae fundantur processibus sonochemicis in quibus materiae moles in solvendo, plerumque organico solvendo, et per aliquot horas sonicatae ponuntur.Ranjan et al.6 mole boron in borophene utens methodo supra scripta feliciter exfoliata.Solventium organicarum range (methanolum, ethanolum, isopropanolum, acetonum, DMF, DMSO) studuerunt et exfoliationem sonicationi methodum simplicem obtinendi flacculos boron magnos et tenues docuerunt.Insuper demonstraverunt methodum Hummers modificatam posse etiam ad boron exfoliatum adhiberi.Liquida stratificatio ab aliis demonstrata est: Lin et al.7 usus boron crystallinus pro fonte ad schedas humiles componendas aba 12-borenes usus est et adhuc in gravida lithio-sulfuris boren-satis usus est, et Li et al.8 schedae boronenae humili strato demonstratum..Per synthesim sonochemicam obtineri potest et uti electrode supercapacitor.Quamquam iacuit atomicus depositionis (ALD) est etiam una methodorum synthesis solum-pro boron.Mannix et al.9 atomis boronibus depositis in auxilio argenti puri atomice.Hic aditus efficit ut schedae ultra-purae boronenae obtineantur, quamvis productione laboratorium-scalarum boronenarum, propter duras condiciones processuum (ultra-altum vacuum).Ideo criticum est novas efficientes consilia fabricandi boroneni evolvere, mechanismum incrementum/stratificationem explicare, ac deinde accurate theoreticam analysin propriarum proprietatum ducere, ut polymorphismum, electricam et scelerisque translationem.H. Liu et al.10 disputavit et explicavit incrementum mechanismi boron in Cu(111) subiectorum.Contigit atomi boron tendere racemos 2D densos ex unitatibus triangularibus formare, et vis formationis constanter minui cum magnitudine botri crescens, suggerens racemos 2D boron substratos aeris in infinitum crescere posse.Accuratior analysis duarum schedularum dimensivalium boronum a D. Li et al proponitur.11, ubi variae res descriptae sunt et applicationes possibiles discutiuntur.Aperte notatur quasdam discrepantias esse inter calculi theorici et eventus experimentales.Ideo necessariae sunt calculi theoretici ad plene cognoscendas proprietates et machinationes boron incrementi.Uno modo ad hunc finem assequendum est uti tape tenaces simplex ad boronem tollendum, sed adhuc nimis parvum est ad praecipuas proprietates investigandas et eius praxim applicandi.
Promittens modus machinandi decorticandi 2D materiarum a materiarum mole electrochemicae decorticatio est.Hic unus e electrodes in materia mole consistit.In genere, compositiones quae typice exfoliatae methodis electronicis perducunt, valde sunt conductivae.Praesto sunt ut bacula vel tabulae compressae.Graphite hoc modo feliciter exfoliari potest propter altitudinem electrica conductivity.Achi et eius team14 graphite feliciter exfoliato convertendo virgas graphitas in graphite pressas in praesentia membranae adhibitae ad impediendam materiae molem corrumpendam.Aliae laminae ponderosae simili modo feliciter exfoliatae sunt, exempli gratia, per Ianum15 delaminationem electrochemicam.Similiter phosphorus nigrum stratum electrochemice stratum est, cum iones acidic electrolyticae in spatium inter strata ex intentione applicata diffundente.Infeliciter, eadem accessio simpliciter applicari non potest ad stratificationem boron in borophene propter humilitatem electricae conductionis materiae mole.Sed quid fit si boron solutus in reticulo metallico (nickel-nickel vel cupri cupri) inclusus ut electrode utatur?Licetne conductivity boron inducere, quod amplius electrochemice scinditur sicut systema electrica conductorum iacuit?Quid est periodus boronene humilis iacuit succrevit?
In hoc studio his quaestionibus respondemus et demonstramus hoc simplex consilium novum generale aditum praebet ad bursas fabricandas, sicut in fig. 1 ostensum est.
Lithium chloridum (LiCl, 99.0%, CAS: 7447-41-8) et pulveris boron (B, CAS: 7440-42-8) empti sunt ex Sigma Aldrich (USA).Sodium sulfatium (Na2SO4, ≥ 99.0%, CAS: 7757-82-6) supplevimus ex Chempur (Polonia).Dimethyl sulfoxida (DMSO, CAS: 67-68-5) a Karpinex (Polonia) adhibita est.
Vis atomica microscopia (AFM MultiMode 8 (Bruker)) informationes praebet de crassitudine et cancellorum magnitudine materiae iacatae.Excelsa resolutio transmissionis microscopii electronici (HR-TEM) fiebat utens microscopio FEI Tecnai F20 in intentione accelerans 200 kV.Effusio atomica spectroscopiae (AAS) facta est analysis Hitachi Zeeman effusio atomica polarizata spectrophotometri et flamma nebulizer ut migrationem metallorum in solutionem per exfoliationem electrochemicam determinet.Potentiale zeta boron molee mensuratum est et in Zeta Sizer (ZS Nano ZEN 3600, Malvern) ad determinandum superficiem potentialem mole boron.Compositio chemica et relativa cento atomorum superficiei exemplorum investigata sunt a spectroscopio photoelectron X-ray (XPS).Mensurae factae sunt radiorum Mg Ka utens (hν = 1253,6 eV) in systemate PREVAC (Polonia) instructum cum Scienta SES 2002 electronico energiae analysi (Sueciae) operante ad industriam constantem transmissam (Ep = 50 eV).Analysis camera evacuatur ad pressionem infra 5×10-9 mbar.
De more, 0.1 g pulveris boron liberi-fluentis primum in reticulum metallicum (nickel vel cupri) utens torcular hydraulicis premitur.Orbis diametrum 15 mm habet.Disci praeparati ut electrodes adhibentur.Duo genera electronicorum adhibita sunt: ​​(i) 1 M LiCl in DMSO et (ii) 1 M Na2SO4 in aqua deionizata.Filum platinum in electrode auxiliaris adhibitum est.Schematicum schematismus officinarum in Figura ostenditur 1. In nudatione electrochemica data vena (1 A, 0.5 A, vel 0.1 A) adhibetur inter cathodem et anodam.Cuiusque experimenti duratio est hora 1 .Post hoc, supernatans ad 5000 rpm centrifuga collectus est et aqua deionizata pluries (3-5 vicibus) abluta est.
Variae parametri, ut tempus et spatium inter electrodes, morphologiam ultimi producti separationis electrochemicae afficiunt.Hic examinamus influxum electrolytici, currentis applicati (1 A, 0,5 A et 0.1 A; intentionis 30 V) et generis metallici (Ni secundum magnitudinem ictum).Duae variae electrolytae sunt probatae: (i) 1 M lithium chloridum (LiCl) in sulfoxido (DMSO) et (ii) 1 M sulphate sodium (Na2SO4) in aqua deionizata (DI).In primo, lithium cationum (Li+) in boron intercalabit, quae cum crimine negativo in processu coniungitur.In casu posteriori, sulfate anion (SO42-) in boron positive accusatum intercalabit.
Initio, actio electrolytorum superiorum ostensa est in curriculo 1 A. Processus 1 horae cum duobus generibus craticulis metallicis (Ni et Cu), respectively demonstratus est.Figura 2 ostendit vim atomicam microscopii (AFM) imaginem materiae inde consequentis, et altitudo respondens figurae in Figura S1 ostenditur.Praeterea, altitudo ac dimensiones carnium in singulis experimentis factae monstrantur in Tabula 1. Videtur, cum usus Na2SO4 ut electrolytici, crassitudo carnium multo minus est cum craticula aenea utens.Comparari cum floccis coram tabellario nickel extracta, crassitudo per circiter 5 tempora decrescit.Interestingly, magnitudo squamarum distributio similis erat.Nihilominus, LiCl/DMSO in processu exfoliationis utentis ambabus reticulis metallicis efficax fuit, inde in 5-15 stratis boroceni, aliis humoribus exfoliatis similibus, in pluribus stratis borocene7,8 consequens.Ideo studia ulteriora in hoc electrolytico stratificati exemplorum structuram singillatim declarabunt.
AFM imagines schedae borocenae post delaminationem electrochemicam in A Cu_Li+_1 A, B Cu_SO42−_1 A, C Ni_Li+_1 A, D Ni_SO42−_1 A.
Analysis facta est per microscopia tradenda (TEM).Moles boron structurae cristallinae, ut patet per TEM imagines tam boron quam boron iacuit, nec non respondente Fast Fourierus Transform (FFT) et subsequenti Specimina Selectae Area Electron Diffractionis (SAED).Praecipuae differentiae inter specimina post processum delaminationis facile conspiciuntur in imaginibus TEM, ubi d-spatia sunt acutiores et multo breviores distantiae (0.35-0.9 um; Tabula S2).Dum exemplaria in reticulo aeneo fabricata β-rhombohedral structura boron8 aequaverunt, exemplaria fabricata nickel utens.reticulumPraedictiones theoricae cancellorum parametri aequavit: β12 et χ317.Hoc probavit structuram borocenae crystallinum esse, sed crassitudinem et crystallum structuram in exfoliationem mutatam esse.Tamen evidenter ostendit dependentiam egetis adhibitae (Cu vel Ni) in crystallinitate borenae inde provenientis.Pro Cu vel Ni, unum crystallinum vel crystallinum esse potest, respective.Modificationes crystallinae inventae sunt etiam in aliis artificiis exfoliationis 18,19.In casu nostro, gradus d et structurae finalis valde pendent typum gridis adhibitorum (Ni, Cu).Variationes notabiles in SAED exemplaribus inveniri possunt, suggerentes methodum nostram ad structurarum crystallorum magis aequabiliorum formationem adducere.Elementa praeterea mapping (EDX) et STEM imaginatio probavit fabricatum 2D materiam elementi boron constare (Fig. S5).Sed ad altiorem structuram intellegendam, adhuc studia proprietatum borophenis artificialium requiruntur.Praesertim analysis orae boreae continuari debent, cum maxime in stabilitate materiae et in catalytica operatione funguntur 20, 21,22.
TEM imagines mole boron A, B Cu_Li+_1 A, C Ni_Li+_1 A et exemplaria SAED respondentia (A', B', C');celeriter Fourieriani transform (FFT) insertio ad TEM imaginis.
X-ray photoelectron spectroscopium (XPS) fiebat ad determinandum gradum oxidationis exemplorum boreanorum.In calefactione exemplorum boropheneorum, ratio boron-boron ab 6.97% ad 28.13% aucta est (Tabula S3).Interim reductione vinculorum suboxideorum boronum (BO) maxime obvenit propter separationem oxydatum superficiei et conversionem suboxidum boron in B2O3, ut indicata per auctam quantitatem B2O3 in speciminibus.Pridie fici.S8 mutationes in ratione compagis boron et oxydi calefactionis ostendit.Suprema spectrum in fig ostenditur.S7.Probat ostendit boronenam oxidized in superficie ad boron: rationem oxydatum 1:1 ante calefactionem et 1.5:1 post calefactionem.For accuratior descriptio XPS, vide Accessiones Informationes.
Post experimenta facta sunt ad probandum effectum hodiernae inter electrochemicae separationis inter electrodes applicatae.Examinationes factae sunt apud Rationes 0.5 A et 0.1 A in LiCl/DMSO, respective.Eventus studiorum AFM in Fig. 4 monstrantur, et figurae altitudinis respondentes in Fig. monstrantur.S2 et S3.Cum borophenae monolayrum crassitudinem esse circa 0.4 nm, 12,23 in experimentis ad 0.5 A et praesentiam craticulam cupream, bracteas tenuissimas correspondent 5-11 stratis borophenis cum dimensionibus lateralibus circiter 0.6-2.5 µm.Praeterea in experimentis cumnickelgrids, floccis cum distributione perquam minimae crassitudinis (4.82-5.27 um) impetratae sunt.Interestingly, boron incanduit per methodos sonochemicos consecutos similes lanse magnitudinis in amplitudine 1.32-2.32 nm7 vel 1.8-4.7 nm8.Praeterea exfoliationem graphene electrochemicam ab Achi et al propositam.14 consecuta est in maioribus floccis (>30 µm), quae ad magnitudinem materiae incipientis referri potest.Autem, graphene incanduit sunt 2-7 nm crassa.Maculae maioris magnitudinis et altitudinis uniformis obtineri possunt reducendo venam applicatam ab 1 A ad 0,1 A. Ita, fabricam hanc clavem parametri 2D materiarum regens simplex consilium est.Notandum est experimenta in eget nickel confecta cum currenti 0.1 A non bene.Hoc accidit propter humilitatem conductivity electricae nickel aeris comparati et energiae insufficiens ad borophene formandam requisitae.TEM analysis Cu_Li+_0.5 A, Cu_Li+_0.1 A, Cu_SO42-_1 A, Ni_Li-_0.5 A et Ni_SO42-_1 A in Figura S3 et Figura S4, respective.
Ablatio electronica ab AFM imaginatione secuta est.(A) Cu_Li+_1A, (B) Cu_Li+_0.5A, (C) Cu_Li+_0.1A, (D) Ni_Li+1A, (E) Ni_Li+_0.5A.
Hic etiam possibilis mechanisma pro stratificatione molis terebrae in terebras tenuissimas proponimus (fig. 5).Initio, mole lappa in Cu/ni gridi premebatur ut conductionem in electrode induceret, quae voltationem inter electrode auxiliarem (Pt filum) et electrodem laborantem feliciter applicavit.Hoc permittit iones per electrolytici migrare et in materia cathode/anode immersa, secundum electronico adhibito.AAS Analysis demonstravit nullas iones e reticulo metallico in hoc processu esse emissos (vide Information Accessiones).Ostendit tantum iones ex electrolytico in structuram boron penetrare posse.Moles boron commercialis in hoc processu adhibita saepe "amorphous boron" dicitur propter temere distributionem unitatum cellularum primariarum, icosahedral B12, quae calefacta est ad 1000°C ad structuram ordinatam β-rhombohedral formandam (Fig. S6). [25].Secundum datas, lithium cations facile in structuram boronicam primo inducuntur et fragmenta pilarum B12 lacerant, tandem structuram boronenam dimensivam efformant cum structura ordinatissima, qualia sunt β-rhombohedra, β12 vel χ3 , fretus applicatae venae etreticulummateriam.Ut affinitatem Li+ cum mole boron patefaceret eiusque munus clavem in processu delaminationis, eius zeta potentialis (ZP) mensuraretur, esse -38± 3.5 mV (vide Information Accessiones).Negatio ZP valor pro mole boron indicat intercalationem cationum lithii positivorum efficaciorem esse quam aliae iones in hoc studio adhibitae (ut SO42-).Hoc etiam explicat efficacius penetratio Li+ in structuram boron, inde in efficaciorem remotionem electrochemicam.
Ita novam methodum elaboravimus ad borones humiles obtinendos per stratificationes electrochemicae boron usus Cu/Ni grids in Li+/DMSO et SO42-/H2O solutiones.Etiam in diversis temporibus secundum hodiernam appositionem et malesuada euismod usus est, output dare videtur.Mechanismus etiam processus exfoliationis proponitur et discutitur.Concludi potest, qualitatem boronenam humilem iacuit continentem facile effici posse eligendo reticulum metallicum idoneum quasi ferebat boron et optimizing applicatae venae, quae ulterius in investigationibus fundamentalibus vel applicationibus practicis adhiberi potest.Potius, hoc est primus conatus felix in stratificatione electrochemicale boron.Creditur hanc semitam solere adhiberi ad materias non-conductivas in duas dimensiones formas exfoliatas.Melior tamen cognitio structurae et proprietatum partium humilium laicorum synthesatorum necessaria est, ac etiam investigationis additae.
Dataset creatae et/or in studio hodierno enucleatae praesto sunt ex Repositorio Repositorio, https://doi.org/10.18150/X5LWAN.
Desai, JA, Adhikari, N. et Kaul, AB semiconductor WS2 cortices chemicae efficientiae eiusque applicationis in additamento grapheneo-WS2-graphenae heterostructurae photodiodes fabricatae.RSC Acta 9, 25805–25816.https://doi.org/10.1039/C9RA03644J (2019).
Li, L. et al.MoS2 delaminatio sub actione campi electrici.J. Alloys.Compare.862, 158551. https://doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2020.158551 (2021).
Chen, X. et al.Liquid-phase Nunc accumsan 2D MoSe2 nanosheets pro summus perficiendi NO2 gas sensorem in locus temperatus.Nanotechnology 30, 445503. https://doi.org/10.1088/1361-6528/AB35EC (2019).
Yuan, L. et al.Methodus certa qualitatis mechanicae delaminis magnarum 2D materiarum magnarum.AIP Acta 6, 125201. https://doi.org/10.1063/1.4967967 (2016).
Ou, M. et al.Ortus et evolutio boron.Provecta scientia.8, 2001 801. https://doi.org/10.1002/ADVS.202001801 (2021).
Ranjan, P. et al.Quisque et rhoncus arcu.Provectus alma mater.xxxi 1-8.https://doi.org/10.1002/adma.201900353 (2019).
Lin, H. et al.Magna-scala productio lagani abjecti humilem unius lagani ab β12-borenti sicut electrocatalysi efficiens pro gravida lithio-sulphuris.SAU Nano 15, 17327–17336.https://doi.org/10.1021/acsnano.1c04961 (2021).
Lee, H. et al.Magna-scala productio schedae boron iacuit humiles et praestantia supercapacantia perficiendi per liquidam periodum separationis.SAU Nano 12, 1262-1272.https://doi.org/10.1021/acsnano.7b07444 (2018).
Mannix, AJ Boron Synthesis: Anisotropic Two-Dimensional Boron Polymorphs.Scientiarum 350 (2015), 1513-1516.https://doi.org/10.1126/science.aad1080 (1979).
Liu H., Gao J., et Zhao J. Ab botris boronis ad 2D plagulas boron in Cu(111)- ficies: mechanismum incrementum et formationem porum.de scientia.Report 3, 1-9.https://doi.org/10.1038/srep03238 (2013).
Lee, D. et al.Duae dimensionales schedae boron: structura, incrementum, proprietates electronicas et thermas onerarias.Extensis facultatibus.alma mater.30, 1904349. https://doi.org/10.1002/adfm.201904349 (2020).
Chahal, S. et al.Boren a micromechanicis exfoliata.Provectus alma mater.2102039(33), 1-13.https://doi.org/10.1002/adma.202102039 (2021).
Liu, F. et al.Synthesis materiae graphenae ab exfoliatione electrochemica: recentis progressionis et potentiae futurae.Carbon Energy 1, 173-199.https://doi.org/10.1002/CEY2.14 (2019).
Achi, TS et al.Scalable, altae cedri graphenae nanosheets productae e graphite compresso utentes stratificationes electrochemicae.de scientia.Report 8 (1), 8. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32741-3 (2018).
Fang, Y. et al.Iani delaminatio electrochemica materiarum duarum dimensivarum.J. Aima mater.Chemical.A. 7, 25691–25711.https://doi.org/10.1039/c9ta10487a (2019).
Ambrosi A., Sofer Z. et Pumera M. Deliminatio electrica phosphoro nigro phosphoreno.Angie.Chemical.CXXIX, 10579-10581.https://doi.org/10.1002/ange.201705071 (2017).
Feng, B. et al.Exsecutio experimentalis schedae duae dimensivales boron.Nationali Chemical.8, 563–568.https://doi.org/10.1038/nchem.2491 (2016).
Xie Z. et al.Boronene duae dimensiva: proprietates, praeparatio et applicationes promittens.Research 2020, 1-23.https://doi.org/10.34133/2020/2624617 (2020).
Gee, X. et al.Novel top-down synthesis of ultra-thin duo-dimensionales boron nanosheets in therapia cancri multimodalis imaginis ducebantur.Provectus alma mater.30, 1803031. https://doi.org/10.1002/ADMA.201803031 (2018).
Chang, Y., Zhai, P., Hou, J., Zhao, J., et Gao, J. Superiorem HER et OER catalyticum selenium exercendi in defectibus machinatis PtSe 2: ex simulatione ad experimentum.Alma mater strenue provectae.XII, 2102359. https://doi.org/10.1002/aenm.202102359 (2022).
Li, S. et al.Eliminatio oris electronicorum et phononum statibus phosphorenae nanoribbonum singulari ore reconstructione.Minor annis XVIII, 2105130. https://doi.org/10.1002/smll.202105130 (2022).
Zhang, Yu, et al.Universalis obliqua instauratio rugae α-phase monolayorum eorumque inde robusti spatii crimen separatio est.Nanolet.21, 8095–8102.https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02461 (2021).
Lee, W. et al.Exsecutio experimentalis mellis boroneni.de scientia.taurus.LXIII, 282-286.https://doi.org/10.1016/J.SCIB.2018.02.006 (2018).
Taherian, R. Conductivity Theory, Conductivity.In Polymer-Based Composita: Experimenta, Exemplar, et Applications (Kausar, A. ed.) 1–18 (Elsevier, Amsterdam, 2019).https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812541-0.00001-X.
Gillespie, JS, Talley, P., Line, LE, Overman, KD, Synthesis, B., Kohn, JAWF, Nye, GK, Gole, E., Laubengayer, V ., Hurd, DT, Newkirk, AE, Hoard, JL, Johnston, HLN, Hersh, EC Kerr, J., Rossini, FD, Wagman, DD, Evans, WH, Levine, S., Jaffee, I. Newkirk et boranes.Adde.ehem.ser.65, 1112. https://pubs.acs.org/sharingguidelines (21 Ianuarii 2022).
Hoc studium a Scientia Nationali Centre (Polonia) sub cessione n.OPUS21 (2021/41/B/ST5/03279).
Nickel reticulum filum industriae genus estpalliumfactum ex nickel filum.Notatur per suam vetustatem, electricam conductionem, et resistentiam corrosionis et rubiginis.Ob proprietates singulares, reticulum filum nickel communiter in applicationibus adhibetur ut filtrationem, nihilum, et in industries separationis sicut aerospace, chemica, et cibi processus.Praesto est in amplitudines reticulorum et diametri filum ad varias necessitates congruere.