Nature.com भ्रमण गर्नुभएकोमा धन्यवाद।तपाईं सीमित CSS समर्थनको साथ ब्राउजर संस्करण प्रयोग गर्दै हुनुहुन्छ।उत्तम अनुभवको लागि, हामी तपाईंलाई अपडेट गरिएको ब्राउजर प्रयोग गर्न सिफारिस गर्छौं (वा इन्टरनेट एक्सप्लोररमा अनुकूलता मोड असक्षम गर्नुहोस्)।थप रूपमा, निरन्तर समर्थन सुनिश्चित गर्न, हामी शैलीहरू र जाभास्क्रिप्ट बिना साइट देखाउँछौं।
स्लाइडरहरू प्रति स्लाइड तीन लेखहरू देखाउँदै।स्लाइडहरू मार्फत सार्नको लागि पछाडि र अर्को बटनहरू प्रयोग गर्नुहोस्, वा प्रत्येक स्लाइडमा सार्नको लागि अन्तमा स्लाइड नियन्त्रक बटनहरू प्रयोग गर्नुहोस्।
पातलो-तह बोरोनमा गैर-सञ्चालन बोरनको इलेक्ट्रोकेमिकल स्तरीकरणमा रिपोर्ट गरियो।यो अनौठो प्रभाव धातुको जालमा बल्क बोरन समावेश गरेर प्राप्त गरिन्छ जसले विद्युतीय प्रवाहलाई प्रेरित गर्दछ र यस व्यावहारिक रणनीतिको साथ बोरन निर्माणको लागि ठाउँ खोल्छ।विभिन्न इलेक्ट्रोलाइटहरूमा गरिएका प्रयोगहरूले ~ 3–6 nm को मोटाईको साथ विभिन्न चरणहरूको बोरिन फ्लेक्सहरू प्राप्त गर्न शक्तिशाली उपकरण प्रदान गर्दछ।बोरोनको इलेक्ट्रोकेमिकल उन्मूलनको संयन्त्र पनि प्रकट र छलफल गरिएको छ।यसरी, प्रस्तावित विधिले पातलो-तह बुर्सको ठूलो मात्रामा उत्पादनको लागि नयाँ उपकरणको रूपमा सेवा गर्न सक्छ र बर्स र तिनीहरूको सम्भावित अनुप्रयोगहरूसँग सम्बन्धित अनुसन्धानको विकासलाई गति दिन सक्छ।
दुई-आयामी (2D) सामग्रीहरूले भर्खरका वर्षहरूमा धेरै चासो प्राप्त गरेको छ किनभने तिनीहरूको अद्वितीय गुणहरू जस्तै विद्युतीय चालकता वा प्रमुख सक्रिय सतहहरू।ग्राफिन सामग्रीको विकासले अन्य 2D सामग्रीहरूमा ध्यान आकर्षित गरेको छ, त्यसैले नयाँ 2D सामग्रीहरू व्यापक रूपमा अनुसन्धान भइरहेको छ।प्रख्यात ग्राफिनको अतिरिक्त, WS21, MoS22, MoSe3, र WSe4 जस्ता ट्रान्जिसन मेटल डिशाल्कोजेनाइड्स (TMD) पनि हालैमा गहन रूपमा अध्ययन गरिएको छ।माथि उल्लिखित सामग्रीको बाबजुद, हेक्सागोनल बोरोन नाइट्राइड (hBN), कालो फस्फोरस र हालै सफलतापूर्वक उत्पादन गरिएको बोरोनिन।ती मध्ये, बोरोनले सबैभन्दा कान्छो दुई-आयामी प्रणालीहरू मध्ये एकको रूपमा धेरै ध्यान आकर्षित गर्यो।यो ग्राफिन जस्तै स्तरित छ तर यसको एनिसोट्रोपी, पोलिमोर्फिज्म र क्रिस्टल संरचनाको कारणले रोचक गुणहरू प्रदर्शन गर्दछ।B12 icosahedron मा बल्क बोरोन आधारभूत बिल्डिंग ब्लकको रूपमा देखा पर्दछ, तर B12 मा विभिन्न प्रकारका बोरन क्रिस्टलहरू विभिन्न जोड्ने र बन्धन विधिहरू मार्फत बनाइन्छ।नतिजाको रूपमा, बोरन ब्लकहरू सामान्यतया ग्रेफिन वा ग्रेफाइट जस्तो तहमा हुँदैनन्, जसले बोरोन प्राप्त गर्ने प्रक्रियालाई जटिल बनाउँछ।थप रूपमा, बोरोफिनका धेरै बहुरूपी रूपहरू (जस्तै, α, β, α1, pmmm) ले यसलाई अझ जटिल बनाउँछ5।संश्लेषणको क्रममा प्राप्त भएका विभिन्न चरणहरूले ह्यारोको गुणहरूलाई प्रत्यक्ष असर गर्छ।तसर्थ, सिंथेटिक विधिहरूको विकास जसले ठूला पार्श्व आयामहरू र फ्लेक्सहरूको सानो मोटाईको साथ चरण-विशिष्ट बोरोसेन्सहरू प्राप्त गर्न सम्भव बनाउँदछ जुन हाल गहिरो अध्ययन आवश्यक छ।
2D सामग्रीहरू संश्लेषणका लागि धेरै विधिहरू सोनोकेमिकल प्रक्रियाहरूमा आधारित हुन्छन् जसमा थोक सामग्रीहरू विलायकमा राखिन्छ, सामान्यतया एक जैविक विलायक, र धेरै घण्टाको लागि सोनिकेटेड।रञ्जन आदि।6 माथि वर्णन गरिएको विधि प्रयोग गरेर बल्क बोरोनलाई बोरोफिनमा सफलतापूर्वक एक्सफोलिएट गरियो।तिनीहरूले जैविक विलायकहरूको दायरा (मेथानोल, इथेनॉल, आइसोप्रोपोनोल, एसीटोन, DMF, DMSO) को अध्ययन गरे र सोनिकेशन एक्सफोलिएशन ठूला र पातलो बोरन फ्लेक्सहरू प्राप्त गर्नको लागि एक सरल विधि हो भनेर देखाए।थप रूपमा, तिनीहरूले प्रदर्शन गरे कि परिमार्जित Hummers विधि पनि बोरोन exfoliate गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।तरल स्तरीकरण अरू द्वारा प्रदर्शन गरिएको छ: लिन एट अल।7 ले लो-लेयर β12-बोरिन पानाहरू संश्लेषण गर्न स्रोतको रूपमा क्रिस्टलीय बोरोन प्रयोग गर्‍यो र थप बोरिन-आधारित लिथियम-सल्फर ब्याट्रीहरूमा प्रयोग गर्‍यो, र ली एट अल।8 ले कम-लेयर बोरोनिन पानाहरू प्रदर्शन गरे।।यो सोनोकेमिकल संश्लेषण द्वारा प्राप्त गर्न सकिन्छ र एक supercapacitor इलेक्ट्रोड रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।यद्यपि, एटोमिक लेयर डिपोजिसन (ALD) बोरोनको लागि तल्लो-अप संश्लेषण विधिहरू मध्ये एक हो।Mannix et al.9 ले बोरोन परमाणुहरू परमाणु रूपमा शुद्ध चाँदीको समर्थनमा जम्मा गर्यो।यो दृष्टिकोणले अल्ट्रा-प्योर बोरोनिनको पानाहरू प्राप्त गर्न सम्भव बनाउँछ, यद्यपि बोरोनिनको प्रयोगशाला-स्केल उत्पादन कठोर प्रक्रिया अवस्था (अल्ट्रा-उच्च भ्याकुम) को कारणले गम्भीर रूपमा सीमित छ।त्यसकारण, बोरोनिनको निर्माणको लागि नयाँ कुशल रणनीतिहरू विकास गर्न, वृद्धि/स्तरीकरण संयन्त्रको व्याख्या गर्न, र त्यसपछि यसको गुणहरूको सही सैद्धान्तिक विश्लेषण सञ्चालन गर्न महत्त्वपूर्ण छ, जस्तै बहुरूपता, विद्युतीय र थर्मल स्थानान्तरण।H. Liu et al.10 ले Cu(111) सब्सट्रेटहरूमा बोरोन बृद्धिको संयन्त्रको बारेमा छलफल र व्याख्या गरेको छ।यसले पत्ता लगायो कि बोरन परमाणुहरूले त्रिकोणीय एकाइहरूमा आधारित 2D घने क्लस्टरहरू बनाउँछन्, र गठन ऊर्जा क्लस्टरको आकार बढ्दै जाँदा क्रमशः घट्दै जान्छ, सुझाव दिन्छ कि तामाको सब्सट्रेटहरूमा 2D बोरन क्लस्टरहरू अनिश्चित कालसम्म बढ्न सक्छ।दुई-आयामी बोरोन पानाहरूको थप विस्तृत विश्लेषण D. Li et al द्वारा प्रस्तुत गरिएको छ।11, जहाँ विभिन्न सब्सट्रेटहरू वर्णन गरिएको छ र सम्भावित अनुप्रयोगहरू छलफल गरिन्छ।सैद्धान्तिक गणना र प्रयोगात्मक नतिजाहरू बीच केही भिन्नताहरू छन् भनी स्पष्ट रूपमा संकेत गरिएको छ।तसर्थ, बोरोन वृद्धिको गुण र संयन्त्रलाई पूर्णतया बुझ्नको लागि सैद्धान्तिक गणना आवश्यक छ।यो लक्ष्य हासिल गर्ने एउटा तरिका बोरन हटाउनको लागि साधारण टाँसेको टेप प्रयोग गर्नु हो, तर यो अझै पनि आधारभूत गुणहरूको अनुसन्धान गर्न र यसको व्यावहारिक अनुप्रयोग परिमार्जन गर्न धेरै सानो छ।
बल्क सामग्रीबाट 2D सामग्रीको इन्जिनियरिङ पिलिङ गर्ने एउटा आशाजनक तरिका इलेक्ट्रोकेमिकल पिलिंग हो।यहाँ इलेक्ट्रोड मध्ये एक थोक सामग्री समावेश छ।सामान्यतया, यौगिकहरू जुन सामान्यतया इलेक्ट्रोकेमिकल विधिहरूद्वारा एक्सफोलिएट हुन्छन् अत्यधिक प्रवाहकीय हुन्छन्।तिनीहरू संकुचित स्टिक वा ट्याब्लेटको रूपमा उपलब्ध छन्।उच्च विद्युतीय चालकताको कारणले गर्दा ग्रेफाइटलाई यसरी सफलतापूर्वक एक्सफोलिएट गर्न सकिन्छ।Achi र उनको टोली 14 ले ग्रेफाइट रडहरूलाई थिचिएको ग्रेफाइटमा रूपान्तरण गरेर ग्रेफाइटलाई सफलतापूर्वक एक्सफोलिएट गरेको छ जसमा बल्क सामग्रीको विघटन रोक्न प्रयोग गरिएको झिल्लीको उपस्थितिमा।अन्य भारी ल्यामिनेटहरू सफलतापूर्वक उस्तै तरिकामा एक्सफोलिएट हुन्छन्, उदाहरणका लागि, Janus15 इलेक्ट्रोकेमिकल डेलामिनेशन प्रयोग गरेर।त्यस्तै गरी, लेयर गरिएको कालो फस्फोरस इलेक्ट्रोकेमिकली स्तरीकृत हुन्छ, अम्लीय इलेक्ट्रोलाइट आयनहरू लागू भोल्टेजको कारणले तहहरू बीचको खाली ठाउँमा फैलिन्छ।दुर्भाग्यवश, एउटै दृष्टिकोणलाई बोरोफिनमा बोरोफिनको स्तरीकरणमा लागू गर्न सकिँदैन किनभने थोक सामग्रीको कम विद्युतीय चालकताको कारण।तर के हुन्छ यदि इलेक्ट्रोडको रूपमा प्रयोग गर्न धातुको जाल (निकेल-निकेल वा तामा-तामा) मा ढीलो बोरोन पाउडर समावेश गरियो?के बोरोनको चालकता उत्प्रेरित गर्न सम्भव छ, जसलाई विद्युतीय कन्डक्टरहरूको स्तरित प्रणालीको रूपमा विद्युत रासायनिक रूपमा विभाजित गर्न सकिन्छ?विकसित लो-लेयर बोरोनिनको चरण के हो?
यस अध्ययनमा, हामी यी प्रश्नहरूको जवाफ दिन्छौं र यो सरल रणनीतिले चित्र 1 मा देखाइए अनुसार पातलो बुर्स बनाउनको लागि नयाँ सामान्य दृष्टिकोण प्रदान गर्दछ भनेर देखाउँछ।
लिथियम क्लोराइड (LiCl, 99.0%, CAS: 7447-41-8) र बोरन पाउडर (B, CAS: 7440-42-8) Sigma Aldrich (USA) बाट खरिद गरिएको थियो।सोडियम सल्फेट (Na2SO4, ≥ 99.0%, CAS: 7757-82-6) चेमपुर (पोल्याण्ड) बाट आपूर्ति गरियो।कार्पिनेक्स (पोल्याण्ड) बाट डाइमिथाइल सल्फोक्साइड (DMSO, CAS: 67-68-5) प्रयोग गरिएको थियो।
परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (AFM MultiMode 8 (Bruker)) ले स्तरित सामग्रीको मोटाई र जाली आकारमा जानकारी प्रदान गर्दछ।उच्च रिजोलुसन ट्रान्समिशन इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (HR-TEM) FEI Tecnai F20 माइक्रोस्कोप प्रयोग गरेर 200 kV को एक द्रुत भोल्टेजमा प्रदर्शन गरिएको थियो।परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी (AAS) विश्लेषण Hitachi Zeeman ध्रुवीकृत परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमिटर र एक ज्वाला नेबुलाइजर प्रयोग गरी इलेक्ट्रोकेमिकल एक्सफोलिएशनको समयमा समाधानमा धातु आयनहरूको माइग्रेसन निर्धारण गर्न प्रयोग गरिएको थियो।बल्क बोरोनको जेटा सम्भाव्यता मापन गरिएको थियो र बल्क बोरोनको सतह क्षमता निर्धारण गर्न जेटा साइजर (ZS Nano ZEN 3600, Malvern) मा गरिन्छ।रासायनिक संरचना र नमूनाहरूको सतहको सापेक्ष परमाणु प्रतिशत एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) द्वारा अध्ययन गरिएको थियो।PREVAC प्रणाली (पोल्याण्ड) मा Mg Ka विकिरण (hν = 1253.6 eV) को प्रयोग गरी Scienta SES 2002 इलेक्ट्रोन ऊर्जा विश्लेषक (स्वीडेन) लाई एक स्थिर प्रसारित ऊर्जा (Ep = 50 eV) मा अपरेट गरिएको प्रयोग गरी मापन गरिएको थियो।विश्लेषण कक्ष 5 × 10-9 mbar तलको दबाबमा खाली गरिएको छ।
सामान्यतया, ०.१ ग्राम फ्रि-फ्लोइङ्ग बोरन पाउडरलाई हाइड्रोलिक प्रेस प्रयोग गरेर धातुको जाली डिस्क (निकेल वा तामा) मा थिचिन्छ।डिस्क 15 मिमी को एक व्यास छ।तयार डिस्क इलेक्ट्रोड रूपमा प्रयोग गरिन्छ।दुई प्रकारका इलेक्ट्रोलाइटहरू प्रयोग गरियो: (i) DMSO मा 1 M LiCl र (ii) 1 M Na2SO4 विआयनीकृत पानीमा।एक प्लैटिनम तार एक सहायक इलेक्ट्रोड रूपमा प्रयोग गरिएको थियो।वर्कस्टेशनको योजनाबद्ध रेखाचित्र चित्र १ मा देखाइएको छ। इलेक्ट्रोकेमिकल स्ट्रिपिङमा, क्याथोड र एनोडको बीचमा दिइएको वर्तमान (1 A, 0.5 A, वा 0.1 A) लागू गरिन्छ।प्रत्येक प्रयोग को अवधि 1 घण्टा छ।त्यस पछि, supernatant जम्मा गरियो, 5000 rpm मा सेन्ट्रीफ्यूज गरियो र धेरै पटक (3-5 पटक) विआयनीकृत पानीले धोइयो।
विभिन्न प्यारामिटरहरू, जस्तै समय र इलेक्ट्रोडहरू बीचको दूरी, इलेक्ट्रोकेमिकल विभाजनको अन्तिम उत्पादनको आकार विज्ञानलाई असर गर्छ।यहाँ हामी इलेक्ट्रोलाइटको प्रभाव, लागू गरिएको वर्तमान (1 A, 0.5 A र 0.1 A; भोल्टेज 30 V) र धातु ग्रिडको प्रकार (प्रभाव आकारमा निर्भर गर्दै) को जाँच गर्छौं।दुई फरक इलेक्ट्रोलाइटहरू परीक्षण गरियो: (i) 1 M लिथियम क्लोराइड (LiCl) डाइमिथाइल सल्फोक्साइड (DMSO) र (ii) 1 M सोडियम सल्फेट (Na2SO4) डियोनाइज्ड (DI) पानीमा।पहिलोमा, लिथियम क्यासनहरू (Li+) बोरोनमा अन्तर्वार्ता हुनेछ, जुन प्रक्रियामा नकारात्मक चार्जसँग सम्बन्धित छ।पछिल्लो अवस्थामा, सल्फेट आयन (SO42-) सकारात्मक रूपमा चार्ज गरिएको बोरोनमा अन्तरक्रिया गर्नेछ।
सुरुमा, माथिको इलेक्ट्रोलाइट्सको कार्य 1 A को वर्तमानमा देखाइएको थियो। प्रक्रियाले क्रमशः दुई प्रकारका धातु ग्रिडहरू (Ni र Cu) संग 1 घण्टा लियो।चित्र 2 ले परिणामस्वरूप सामग्रीको परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (AFM) छवि देखाउँछ, र सम्बन्धित उचाइ प्रोफाइल चित्र S1 मा देखाइएको छ।थप रूपमा, प्रत्येक प्रयोगमा बनाइएको फ्लेक्सको उचाइ र आयामहरू तालिका 1 मा देखाइएको छ। स्पष्ट रूपमा, इलेक्ट्रोलाइटको रूपमा Na2SO4 प्रयोग गर्दा, तामाको ग्रिड प्रयोग गर्दा फ्लेक्सको मोटाई धेरै कम हुन्छ।निकेल क्यारियरको उपस्थितिमा फ्याँकिएको फ्लेक्सको तुलनामा, मोटाई लगभग 5 गुणाले घट्छ।चाखलाग्दो कुरा के छ भने, तराजूको आकार वितरण समान थियो।यद्यपि, LiCl/DMSO दुबै धातु जालहरू प्रयोग गरेर एक्सफोलिएशन प्रक्रियामा प्रभावकारी थियो, फलस्वरूप बोरोसिनको 5-15 तहहरू, अन्य एक्सफोलिएटिंग तरल पदार्थहरू जस्तै, जसको परिणामस्वरूप बोरोसिन 7,8 को धेरै तहहरू हुन्छन्।तसर्थ, थप अध्ययनहरूले यस इलेक्ट्रोलाइटमा स्तरीकृत नमूनाहरूको विस्तृत संरचना प्रकट गर्नेछ।
A Cu_Li+_1 A, B Cu_SO42−_1 A, C Ni_Li+_1 A, र D Ni_SO42−_1 A मा इलेक्ट्रोकेमिकल डिलेमिनेशन पछि बोरोसिन पानाहरूको AFM छविहरू।
ट्रान्समिशन इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (TEM) को प्रयोग गरेर विश्लेषण गरिएको थियो।चित्र 3 मा देखाइए अनुसार, बोरनको बल्क संरचना क्रिस्टलीय छ, जसको प्रमाण बोरन र स्तरित बोरोनको TEM छविहरू, साथै सम्बन्धित फास्ट फोरियर ट्रान्सफर्म (FFT) र त्यसपछिको चयन गरिएको क्षेत्र इलेक्ट्रोन विवर्तन (SAED) ढाँचाहरूद्वारा प्रमाणित हुन्छ।डेलेमिनेशन प्रक्रिया पछि नमूनाहरू बीचको मुख्य भिन्नताहरू सजिलैसँग TEM छविहरूमा देख्न सकिन्छ, जहाँ d-स्पेसिङहरू तीव्र हुन्छन् र दूरीहरू धेरै छोटो हुन्छन् (0.35–0.9 nm; तालिका S2)।तामाको जालीमा बनाइएका नमूनाहरू बोरोन ८ को β-रोम्बोहेड्रल संरचनासँग मेल खाँदा, नमूनाहरू निकल प्रयोग गरेर बनाइएका थिए।जालजाली प्यारामिटरहरूको सैद्धान्तिक भविष्यवाणीहरूसँग मेल खान्छ: β12 र χ317।यसले प्रमाणित गर्‍यो कि बोरोसिनको संरचना क्रिस्टलीय थियो, तर मोटाई र क्रिस्टल संरचना एक्सफोलिएशनमा परिवर्तन भयो।यद्यपि, यसले स्पष्ट रूपमा प्रयोग गरिएको ग्रिडको निर्भरता देखाउँछ (Cu वा Ni) परिणामस्वरूप बोरिनको क्रिस्टलिनिटीमा।Cu वा Ni को लागि, यो क्रमशः एकल-क्रिस्टल वा polycrystalline हुन सक्छ।क्रिस्टल परिमार्जनहरू अन्य एक्सफोलिएशन प्रविधिहरूमा पनि फेला परेका छन् 18,19।हाम्रो अवस्थामा, चरण d र अन्तिम संरचना दृढ रूपमा प्रयोग गरिएको ग्रिडको प्रकार (Ni, Cu) मा निर्भर गर्दछ।महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू SAED ढाँचाहरूमा फेला पार्न सकिन्छ, सुझाव दिन्छ कि हाम्रो विधिले अधिक समान क्रिस्टल संरचनाहरूको गठनमा जान्छ।थप रूपमा, एलिमेन्टल म्यापिङ (EDX) र STEM इमेजिङले प्रमाणित गर्‍यो कि निर्मित 2D सामग्रीमा तत्व बोरोन (चित्र S5) समावेश छ।यद्यपि, संरचनाको गहिरो समझको लागि, कृत्रिम बोरोफेनहरूको गुणहरूको थप अध्ययन आवश्यक छ।विशेष गरी, बोरिन किनाराहरूको विश्लेषण जारी राख्नुपर्छ, किनकि तिनीहरूले सामग्रीको स्थिरता र यसको उत्प्रेरक प्रदर्शन २०,२१,२२ मा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्।
बल्क बोरोन A, B Cu_Li+_1 A र C Ni_Li+_1 A र सम्बन्धित SAED ढाँचाहरू (A', B', C') को TEM छविहरू;TEM छविमा द्रुत फुरियर रूपान्तरण (FFT) सम्मिलन।
एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) बोरेन नमूनाहरूको अक्सीकरणको डिग्री निर्धारण गर्न प्रदर्शन गरिएको थियो।बोरोफिन नमूनाहरू तताउने क्रममा, बोरोन-बोरोन अनुपात 6.97% बाट 28.13% (तालिका S3) मा बढ्यो।यसैबीच, बोरोन सबअक्साइड (बीओ) बन्डको कमी मुख्यतया सतहको अक्साइडको विभाजन र बोरोन सबअक्साइडलाई B2O3 मा रूपान्तरणको कारणले हुन्छ, जस्तै नमूनाहरूमा B2O3 को बढेको मात्राले संकेत गरेको छ।अंजीर मा।S8 ले तताउँदा बोरोन र अक्साइड तत्वहरूको बन्धन अनुपातमा परिवर्तनहरू देखाउँछ।समग्र स्पेक्ट्रम चित्रमा देखाइएको छ।S7।परीक्षणहरूले देखाएको छ कि बोरोनिन सतहमा बोरोन: अक्साइड अनुपात 1: 1 को तताउनु अघि र 1.5: 1 ततिए पछि अक्साइड हुन्छ।XPS को थप विस्तृत विवरणको लागि, पूरक जानकारी हेर्नुहोस्।
विद्युत् रासायनिक विभाजनको समयमा इलेक्ट्रोडहरू बीच लागू गरिएको वर्तमानको प्रभाव परीक्षण गर्न पछिका प्रयोगहरू गरियो।परीक्षणहरू क्रमशः LiCl/DMSO मा 0.5 A र 0.1 A को धाराहरूमा गरिएको थियो।AFM अध्ययनहरूको नतिजा चित्र 4 मा देखाइएको छ, र सम्बन्धित उचाइ प्रोफाइलहरू चित्रमा देखाइएको छ।S2 र S3।बोरोफिन मोनोलेयरको मोटाई ०.५ A मा प्रयोगहरूमा लगभग ०.४ एनएम, १२,२३ र तामाको ग्रिडको उपस्थितिलाई ध्यानमा राख्दै, सबैभन्दा पातलो फ्लेक्सहरू ०.६–२.५ μm को पार्श्व आयामहरूसँग 5-11 बोरोफेन तहहरूसँग मेल खान्छ।थप रूपमा, प्रयोगहरूमानिकलग्रिडहरू, अत्यन्त सानो मोटाई वितरण (4.82–5.27 nm) भएको फ्लेक्सहरू प्राप्त गरियो।चाखलाग्दो कुरा के छ भने, सोनोकेमिकल विधिहरूद्वारा प्राप्त बोरोन फ्लेक्सहरू 1.32–2.32 nm7 वा 1.8-4.7 nm8 को दायरामा समान फ्लेक आकारहरू छन्।थप रूपमा, Achi et al द्वारा प्रस्तावित ग्राफिनको इलेक्ट्रोकेमिकल एक्सफोलिएशन।14 ठूला फ्लेक्सहरू (>30 µm) को परिणाममा, जुन सुरु सामग्रीको आकारसँग सम्बन्धित हुन सक्छ।यद्यपि, ग्राफिन फ्लेक्सहरू 2-7 एनएम मोटाइ हुन्छन्।थप समान आकार र उचाइको फ्लेक्सहरू 1 A बाट 0.1 A मा लागू गरिएको प्रवाह घटाएर प्राप्त गर्न सकिन्छ। यसरी, 2D सामग्रीको यो मुख्य बनावट प्यारामिटर नियन्त्रण गर्नु एक सरल रणनीति हो।यो ध्यान दिनु पर्छ कि 0.1 A को करेन्टको साथ निकल ग्रिडमा गरिएका प्रयोगहरू सफल भएनन्।यो तामाको तुलनामा निकलको कम विद्युतीय चालकता र बोरोफेन24 बनाउन आवश्यक अपर्याप्त ऊर्जाको कारण हो।Cu_Li+_0.5 A, Cu_Li+_0.1 A, Cu_SO42-_1 A, Ni_Li-_0.5 A र Ni_SO42-_1 A को TEM विश्लेषण क्रमशः चित्र S3 र चित्र S4 मा देखाइएको छ।
AFM इमेजिङ द्वारा पछ्याइएको इलेक्ट्रोकेमिकल एबलेशन।(A) Cu_Li+_1A, (B) Cu_Li+_0.5A, (C) Cu_Li+_0.1A, (D) Ni_Li+_1A, (E) Ni_Li+_0.5A।
यहाँ हामीले बल्क ड्रिललाई पातलो-तह ड्रिल (चित्र ५) मा स्तरीकरण गर्ने सम्भावित संयन्त्र पनि प्रस्ताव गरेका छौं।प्रारम्भमा, बल्क बुरलाई इलेक्ट्रोडमा कन्डक्शन उत्प्रेरित गर्न Cu/Ni ग्रिडमा थिचिएको थियो, जसले सफलतापूर्वक सहायक इलेक्ट्रोड (Pt तार) र काम गर्ने इलेक्ट्रोड बीचको भोल्टेज लागू गर्‍यो।यसले आयनहरूलाई इलेक्ट्रोलाइट मार्फत माइग्रेट गर्न र क्याथोड/एनोड सामग्रीमा इम्बेडेड हुन अनुमति दिन्छ, प्रयोग गरिएको इलेक्ट्रोलाइटमा निर्भर गर्दछ।AAS विश्लेषणले देखाएको छ कि यस प्रक्रियाको समयमा धातुको जालबाट कुनै आयनहरू जारी गरिएको थिएन (पूरक जानकारी हेर्नुहोस्)।देखाइयो कि इलेक्ट्रोलाइटबाट आयनहरू मात्र बोरोन संरचनामा प्रवेश गर्न सक्छन्।यस प्रक्रियामा प्रयोग गरिएको थोक व्यावसायिक बोरनलाई प्रायः "अमोर्फस बोरोन" भनिन्छ किनभने यसको प्राथमिक सेल एकाइहरूको अनियमित वितरण, icosahedral B12, जसलाई 1000°C मा तताइन्छ र अर्डर गरिएको β-rhombohedral संरचना (Fig. S6) २५।तथ्याङ्कका अनुसार, लिथियम क्यासनहरू सजिलैसँग पहिलो चरणमा बोरोन संरचनामा प्रवेश गरिन्छ र B12 ब्याट्रीको टुक्राहरू च्यात्छ, अन्ततः उच्च क्रमबद्ध संरचनाको साथ द्वि-आयामी बोरोनिन संरचना बनाउँछ, जस्तै β-rhombohedra, β12 वा χ3। लागू गरिएको वर्तमान र को आधारमाजालसामग्री।Li+ को बल्क बोरन र यसको डेलेमिनेशन प्रक्रियामा मुख्य भूमिकाको सम्बन्ध प्रकट गर्न, यसको जेटा क्षमता (ZP) -38 ± 3.5 mV मापन गरिएको थियो (पूरक जानकारी हेर्नुहोस्)।बल्क बोरोनको लागि नकारात्मक ZP मानले सकारात्मक लिथियम क्यासनहरूको अन्तरक्रिया यस अध्ययनमा प्रयोग गरिएका अन्य आयनहरू (जस्तै SO42-) भन्दा बढी प्रभावकारी हुन्छ भनी संकेत गर्छ।यसले बोरोन संरचनामा Li+ को अधिक कुशल प्रवेशलाई पनि बताउँछ, जसको परिणामस्वरूप अधिक कुशल इलेक्ट्रोकेमिकल हटाउन सकिन्छ।
यसरी, हामीले Li+/DMSO र SO42-/H2O समाधानहरूमा Cu/Ni ग्रिडहरू प्रयोग गरेर बोरोनको इलेक्ट्रोकेमिकल स्तरीकरणद्वारा कम-तह बोरोनहरू प्राप्त गर्न नयाँ विधि विकास गरेका छौं।यसले हालको लागू र प्रयोग गरिएको ग्रिडको आधारमा विभिन्न चरणहरूमा आउटपुट दिने देखिन्छ।एक्सफोलिएशन प्रक्रियाको संयन्त्र पनि प्रस्तावित र छलफल गरिएको छ।यो निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ कि गुणस्तर-नियन्त्रित कम-तह बोरोनिन सजिलैसँग बोरोन वाहकको रूपमा उपयुक्त धातुको जाल छनोट गरेर र लागू प्रवाहलाई अनुकूलन गरेर सजिलै उत्पादन गर्न सकिन्छ, जुन आधारभूत अनुसन्धान वा व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूमा थप प्रयोग गर्न सकिन्छ।अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, यो बोरनको इलेक्ट्रोकेमिकल स्तरीकरणमा पहिलो सफल प्रयास हो।यो मानिन्छ कि यो मार्ग सामान्यतया दुई-आयामी रूपहरु मा गैर प्रवाहकीय सामग्री exfoliate गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।यद्यपि, संश्लेषित लो-लेयर बर्सको संरचना र गुणहरूको राम्रो बुझाइ आवश्यक छ, साथै थप अनुसन्धान आवश्यक छ।
हालको अध्ययनको क्रममा सिर्जना गरिएका र/वा विश्लेषण गरिएका डाटासेटहरू RepOD भण्डार, https://doi.org/10.18150/X5LWAN बाट उपलब्ध छन्।
देसाई, जेए, अधिकारी, एन र कौल, एबी सेमीकन्डक्टर WS2 पिल रासायनिक दक्षता र additively निर्मित graphene-WS2-graphene heterostructured photodiodes मा यसको प्रयोग।RSC अग्रिम ९, २५८०५–२५८१६।https://doi.org/10.1039/C9RA03644J (२०१९)।
ली, एल एट अल।विद्युत क्षेत्र को कार्य अन्तर्गत MoS2 delamination।जे मिश्र धातु।तुलना गर्नुहोस्।८६२, १५८५५१। https://doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2020.158551 (2021)।
चेन, एक्स एट अल।कोठाको तापक्रममा उच्च प्रदर्शन NO2 ग्यास सेन्सरको लागि लिक्विड-फेज स्तरित 2D MoSe2 न्यानोसिटहरू।Nanotechnology 30, 445503। https://doi.org/10.1088/1361-6528/AB35EC (2019)।
युआन, एल एट अल।ठूलो मात्रा 2D सामाग्री को गुणात्मक मेकानिकल delamination को लागी एक भरपर्दो विधि।AIP Advances 6, 125201। https://doi.org/10.1063/1.4967967 (2016)।
O, M. et al।बोरोनको उदय र विकास।उन्नत विज्ञान।8, 2001 801। https://doi.org/10.1002/ADVS.202001801 (2021)।
रञ्जन, पी. आदि।व्यक्तिगत ह्यारो र तिनीहरूका हाइब्रिडहरू।उन्नत अल्मा मेटर।३१:१-८।https://doi.org/10.1002/adma.201900353 (2019)।
लिन, एच एट अल।लिथियम-सल्फर ब्याट्रीहरूको लागि कुशल इलेक्ट्रोकाटलिस्टहरूको रूपमा β12-बोरिनको अफ-ग्रिड कम-तह एकल वेफरहरूको ठूलो मात्रामा उत्पादन।SAU Nano 15, 17327-17336।https://doi.org/10.1021/acsnano.1c04961 (२०२१)।
ली, एच एट अल।कम-तह बोरोन पानाहरूको ठूलो मात्रामा उत्पादन र तरल चरण विभाजन द्वारा तिनीहरूको उत्कृष्ट सुपर क्यापेसिटन्स प्रदर्शन।SAU Nano १२, १२६२–१२७२।https://doi.org/10.1021/acsnano.7b07444 (2018)।
Mannix, AJ बोरन संश्लेषण: एनिसोट्रोपिक द्वि-आयामी बोरन पोलिमोर्फ्स।विज्ञान ३५० (२०१५), १५१३-१५१६।https://doi.org/10.1126/science.aad1080 (1979)।
Liu H., Gao J., र Zhao J. बोरन क्लस्टरहरू देखि Cu(111) सतहहरूमा 2D बोरोन पानाहरू: वृद्धि संयन्त्र र छिद्र गठन।विज्ञान।रिपोर्ट 3, 1-9।https://doi.org/10.1038/srep03238 (2013)।
ली, D. et al।दुई-आयामी बोरन पानाहरू: संरचना, वृद्धि, इलेक्ट्रोनिक र थर्मल यातायात गुणहरू।विस्तारित क्षमताहरू।अल्मा mater।३०, १९०४३४९। https://doi.org/10.1002/adfm.201904349 (2020)।
चहल, एस एट अल।बोरेन माइक्रोमेकानिक्स द्वारा एक्सफोलिएट्स।उन्नत अल्मा मेटर।2102039(33), 1-13।https://doi.org/10.1002/adma.202102039 (2021)।
लिउ, एफ एट अल।इलेक्ट्रोकेमिकल एक्सफोलिएशन द्वारा ग्राफीन सामग्रीको संश्लेषण: हालको प्रगति र भविष्य सम्भावना।कार्बन ऊर्जा 1, 173-199।https://doi.org/10.1002/CEY2.14 (2019)।
Achi, TS et al।स्केलेबल, उच्च उपज ग्राफीन नानोसिटहरू इलेक्ट्रोकेमिकल स्तरीकरण प्रयोग गरेर कम्प्रेस गरिएको ग्रेफाइटबाट उत्पादित।विज्ञान।रिपोर्ट ८(१), ८. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32741-3 (2018)।
Fang, Y. et al।दुई-आयामी सामग्रीको जानस इलेक्ट्रोकेमिकल डेलामिनेशन।जे अल्मा मेटर।रासायनिक।A. ७, २५६९१–२५७११।https://doi.org/10.1039/c9ta10487a (२०१९)।
एम्ब्रोसी ए., सोफर जेड र पुमेरा एम. इलेक्ट्रोकेमिकल डिलेमिनेशन को लेयर्ड ब्ल्याक फस्फोरस को फस्फोरीन।एन्जी।रासायनिक।१२९, १०५७९–१०५८१।https://doi.org/10.1002/ange.201705071 (2017)।
फेंग, बी एट अल।दुई-आयामी बोरोन पानाको प्रयोगात्मक कार्यान्वयन।राष्ट्रिय रसायन।८, ५६३–५६८।https://doi.org/10.1038/nchem.2491 (2016)।
Xie Z. et al।दुई-आयामी बोरोनिन: गुण, तयारी र आशाजनक अनुप्रयोगहरू।अनुसन्धान २०२०, १-२३।https://doi.org/10.34133/2020/2624617 (२०२०)।
जी, एक्स एट अल।छवि-निर्देशित मल्टिमोडल क्यान्सर थेरापीको लागि अल्ट्रा-थिन द्वि-आयामी बोरोन नानोसिटहरूको उपन्यास शीर्ष-डाउन संश्लेषण।उन्नत अल्मा मेटर।३०, १८०३०३१। https://doi.org/10.1002/ADMA.201803031 (2018)।
Chang, Y., Zhai, P., Hou, J., Zhao, J., र Gao, J. सुपीरियर HER र OER दोष-इन्जिनियर गरिएको PtSe 2 मा सेलेनियम रिक्त पदहरूको उत्प्रेरक प्रदर्शन: सिमुलेशन देखि प्रयोग सम्म।उन्नत ऊर्जाको अल्मा मेटर।12, 2102359। https://doi.org/10.1002/aenm.202102359 (2022)।
ली, एस एट अल।एज इलेक्ट्रोनिक र फस्फोरीन न्यानोरिबन्सको फोनोन अवस्थाहरूको उन्मूलन अद्वितीय किनारा पुनर्निर्माणद्वारा।18 वर्ष कान्छो, 2105130। https://doi.org/10.1002/smll.202105130 (2022)।
Zhang, Yu, et al।झुर्रिएको α-फेज मोनोलेयरहरूको विश्वव्यापी जिग्ज्याग पुनर्निर्माण र तिनीहरूको परिणामस्वरूप बलियो स्पेस चार्ज विभाजन।नानोलेट।२१, ८०९५–८१०२।https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02461 (२०२१)।
ली, डब्ल्यू एट अल।हनीकोम्ब बोरोनिनको प्रयोगात्मक कार्यान्वयन।विज्ञान।गोरु६३, २८२-२८६।https://doi.org/10.1016/J.SCIB.2018.02.006 (2018)।
ताहेरियन, आर. चालकता सिद्धान्त, चालकता।पोलिमर-आधारित कम्पोजिटहरूमा: प्रयोगहरू, मोडेलिङ, र अनुप्रयोगहरू (कौसर, ए. एड।) 1-18 (एल्सेभियर, एम्स्टर्डम, 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 र boranes।थप्नुहोस्।रसायन।सेवा६५, १११२। https://pubs.acs.org/sharingguidelines (जनवरी २१, २०२२)।
यो अध्ययन राष्ट्रिय विज्ञान केन्द्र (पोल्याण्ड) द्वारा अनुदान नम्बर अन्तर्गत समर्थित थियो।OPUS21 (2021/41/B/ST5/03279)।
निकल तार जाल औद्योगिक तार को एक प्रकार होकपडानिकल तारबाट बनेको।यो यसको स्थायित्व, विद्युत चालकता, र जंग र खिया को प्रतिरोध द्वारा विशेषता हो।यसको अद्वितीय गुणहरूको कारण, निकल तार जाल सामान्यतया फिल्टरेशन, सिभिङ, र एयरोस्पेस, रासायनिक, र खाद्य प्रशोधन जस्ता उद्योगहरूमा विभाजन जस्ता अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ।यो विभिन्न आवश्यकताहरू अनुरूप जाल आकार र तार व्यास को दायरा मा उपलब्ध छ।