Nature.com پر جانے کا شکریہ۔آپ محدود سی ایس ایس سپورٹ کے ساتھ براؤزر کا ورژن استعمال کر رہے ہیں۔بہترین تجربے کے لیے، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ ایک اپ ڈیٹ شدہ براؤزر استعمال کریں (یا انٹرنیٹ ایکسپلورر میں مطابقت موڈ کو غیر فعال کریں)۔اس کے علاوہ، جاری تعاون کو یقینی بنانے کے لیے، ہم سائٹ کو بغیر اسٹائل اور جاوا اسکرپٹ کے دکھاتے ہیں۔
سلائیڈرز فی سلائیڈ تین مضامین دکھا رہے ہیں۔سلائیڈوں کے ذریعے جانے کے لیے پیچھے اور اگلے بٹنوں کا استعمال کریں، یا ہر سلائیڈ سے گزرنے کے لیے آخر میں سلائیڈ کنٹرولر بٹن استعمال کریں۔
باریک پرت والے بوران میں نان کنڈکٹنگ بوران کی الیکٹرو کیمیکل اسٹریٹیفکیشن پر رپورٹ کیا گیا۔یہ انوکھا اثر ایک دھاتی جالی میں بلک بوران کو شامل کرکے حاصل کیا جاتا ہے جو برقی ترسیل کو آمادہ کرتا ہے اور اس قابل عمل حکمت عملی کے ساتھ بوران بنانے کے لیے جگہ کھولتا ہے۔مختلف الیکٹرولائٹس میں کیے گئے تجربات ~3–6 nm کی موٹائی کے ساتھ مختلف مراحل کے بورین فلیکس حاصل کرنے کے لیے ایک طاقتور ٹول فراہم کرتے ہیں۔بوران کے الیکٹرو کیمیکل خاتمے کا طریقہ کار بھی سامنے آیا اور اس پر تبادلہ خیال کیا گیا۔اس طرح، مجوزہ طریقہ پتلی پرت کے برسوں کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے ایک نئے آلے کے طور پر کام کر سکتا ہے اور برسوں اور ان کے ممکنہ استعمال سے متعلق تحقیق کی ترقی کو تیز کر سکتا ہے۔
دو جہتی (2D) مواد کو حالیہ برسوں میں ان کی منفرد خصوصیات جیسے برقی چالکتا یا نمایاں فعال سطحوں کی وجہ سے کافی دلچسپی ملی ہے۔گرافین مواد کی ترقی نے دیگر 2D مواد کی طرف توجہ مبذول کرائی ہے، اس لیے نئے 2D مواد پر بڑے پیمانے پر تحقیق کی جا رہی ہے۔معروف گرافین کے علاوہ، ٹرانزیشن میٹل ڈیچلکوجینائیڈز (TMD) جیسے WS21، MoS22، MoSe3، اور WSe4 کا بھی حال ہی میں گہرائی سے مطالعہ کیا گیا ہے۔مذکورہ بالا مواد کے باوجود، ہیکساگونل بوران نائٹرائڈ (hBN)، سیاہ فاسفورس اور حال ہی میں کامیابی سے تیار کردہ بورونین۔ان میں، بوران نے سب سے کم عمر دو جہتی نظاموں میں سے ایک کے طور پر بہت زیادہ توجہ مبذول کی۔یہ گرافین کی طرح تہہ دار ہے لیکن اس کی انیسوٹروپی، پولیمورفزم اور کرسٹل ساخت کی وجہ سے دلچسپ خصوصیات کی نمائش کرتا ہے۔بلک بوران B12 icosahedron میں بنیادی بلڈنگ بلاک کے طور پر ظاہر ہوتا ہے، لیکن B12 میں مختلف قسم کے بوران کرسٹل مختلف جوائننگ اور بانڈنگ طریقوں سے بنتے ہیں۔نتیجے کے طور پر، بوران بلاکس عام طور پر گرافین یا گریفائٹ کی طرح تہہ دار نہیں ہوتے ہیں، جو بوران حاصل کرنے کے عمل کو پیچیدہ بنا دیتے ہیں۔اس کے علاوہ، بوروفین کی بہت سی کثیر شکلیں (مثال کے طور پر، α, β, α1, pmmm) اسے مزید پیچیدہ بناتی ہیں۔ترکیب کے دوران حاصل ہونے والے مختلف مراحل براہ راست ہیرو کی خصوصیات کو متاثر کرتے ہیں۔لہذا، مصنوعی طریقوں کی ترقی جو بڑے پس منظر کے طول و عرض اور فلیکس کی چھوٹی موٹائی کے ساتھ فیز مخصوص بوروسینز کو حاصل کرنا ممکن بناتی ہے، فی الحال گہرے مطالعہ کی ضرورت ہے۔
2D مواد کی ترکیب سازی کے بہت سے طریقے سونو کیمیکل عمل پر مبنی ہیں جس میں بلک مواد کو سالوینٹ میں رکھا جاتا ہے، عام طور پر ایک نامیاتی سالوینٹ، اور کئی گھنٹوں تک سونیکیٹ کیا جاتا ہے۔رنجن وغیرہ۔6 نے اوپر بیان کردہ طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے بلک بوران کو کامیابی کے ساتھ بوروفین میں خارج کر دیا۔انہوں نے نامیاتی سالوینٹس (میتھانول، ایتھنول، آئسوپروپینول، ایسیٹون، ڈی ایم ایف، ڈی ایم ایس او) کی ایک رینج کا مطالعہ کیا اور دکھایا کہ سونیکیشن ایکسفولیئشن بڑے اور پتلے بوران فلیکس حاصل کرنے کا ایک آسان طریقہ ہے۔اس کے علاوہ، انہوں نے یہ ظاہر کیا کہ ترمیم شدہ Hummers طریقہ بوران کو نکالنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔مائع کی سطح بندی کا مظاہرہ دوسروں نے کیا ہے: لن ایٹ ال۔7 نے کرسٹل لائن بوران کو نچلی پرت والی β12 بورین شیٹس کی ترکیب کے لیے بطور ذریعہ استعمال کیا اور مزید انہیں بورین پر مبنی لیتھیم سلفر بیٹریوں اور لی ایٹ ال میں استعمال کیا۔8 نے کم پرت والی بورونین شیٹس کا مظاہرہ کیا۔.یہ سونو کیمیکل ترکیب کے ذریعہ حاصل کیا جاسکتا ہے اور اسے سپر کیپیسیٹر الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔تاہم، اٹامک لیئر ڈیپوزیشن (ALD) بھی بوران کے لیے نیچے سے اوپر کی ترکیب کے طریقوں میں سے ایک ہے۔Mannix et al.9 نے بوران کے ایٹموں کو جوہری طور پر خالص چاندی کی مدد پر جمع کیا۔یہ نقطہ نظر انتہائی خالص بورونین کی چادروں کو حاصل کرنا ممکن بناتا ہے، تاہم سخت عمل کے حالات (انتہائی ہائی ویکیوم) کی وجہ سے بورونین کی لیبارٹری پیمانے پر پیداوار شدید حد تک محدود ہے۔لہٰذا، بورونین کی تیاری کے لیے نئی موثر حکمت عملیوں کو تیار کرنا، نمو/ترتیب کاری کے طریقہ کار کی وضاحت کرنا، اور پھر اس کی خصوصیات کا درست نظریاتی تجزیہ کرنا، جیسے پولیمورفزم، الیکٹریکل اور تھرمل ٹرانسفر کرنا بہت ضروری ہے۔H. Liu et al.10 نے Cu(111) سبسٹریٹس پر بوران کی نمو کے طریقہ کار پر تبادلہ خیال کیا اور اس کی وضاحت کی۔یہ پتہ چلا کہ بوران ایٹم مثلث اکائیوں کی بنیاد پر 2D گھنے کلسٹرز بناتے ہیں، اور کلسٹر کے سائز میں اضافے کے ساتھ تشکیل کی توانائی مستقل طور پر کم ہوتی جاتی ہے، یہ تجویز کرتا ہے کہ تانبے کے ذیلی ذخائر پر 2D بوران کلسٹرز غیر معینہ مدت تک بڑھ سکتے ہیں۔دو جہتی بوران شیٹس کا مزید تفصیلی تجزیہ D. Li et al نے پیش کیا ہے۔11، جہاں مختلف ذیلی جگہوں کو بیان کیا گیا ہے اور ممکنہ ایپلی کیشنز پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔یہ واضح طور پر اشارہ کیا گیا ہے کہ نظریاتی حسابات اور تجرباتی نتائج کے درمیان کچھ تضادات ہیں۔لہذا، بوران کی افزائش کی خصوصیات اور میکانزم کو مکمل طور پر سمجھنے کے لیے نظریاتی حسابات کی ضرورت ہے۔اس مقصد کو حاصل کرنے کا ایک طریقہ بوران کو ہٹانے کے لیے ایک سادہ چپکنے والی ٹیپ کا استعمال کرنا ہے، لیکن یہ بنیادی خصوصیات کی چھان بین اور اس کے عملی اطلاق میں ترمیم کرنے کے لیے ابھی بھی بہت چھوٹا ہے۔
بلک مواد سے 2D مواد کو چھیلنے کا انجینئرنگ کا ایک امید افزا طریقہ الیکٹرو کیمیکل چھیلنا ہے۔یہاں ایک الیکٹروڈ بلک مواد پر مشتمل ہے۔عام طور پر، وہ مرکبات جو عام طور پر الیکٹرو کیمیکل طریقوں سے نکالے جاتے ہیں انتہائی موصل ہوتے ہیں۔وہ کمپریسڈ اسٹکس یا گولیاں کے طور پر دستیاب ہیں۔گریفائٹ کو اس کی اعلی برقی چالکتا کی وجہ سے کامیابی کے ساتھ اس طرح سے نکالا جا سکتا ہے۔اچی اور اس کی ٹیم 14 نے گریفائٹ کی سلاخوں کو دبے ہوئے گریفائٹ میں تبدیل کر کے گریفائٹ کو کامیابی کے ساتھ ایک جھلی کی موجودگی میں نکال لیا ہے جو بلک مواد کے گلنے کو روکنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔دوسرے بڑے ٹکڑے ٹکڑے کامیابی کے ساتھ اسی طرح سے نکالے جاتے ہیں، مثال کے طور پر، Janus15 الیکٹرو کیمیکل ڈیلامینیشن کا استعمال کرتے ہوئے۔اسی طرح، پرتوں والا سیاہ فاسفورس الیکٹرو کیمیکل طور پر مستحکم ہوتا ہے، جس میں تیزابی الیکٹرولائٹ آئن لاگو وولٹیج کی وجہ سے تہوں کے درمیان خلا میں پھیل جاتے ہیں۔بدقسمتی سے، بلک مواد کی کم برقی چالکتا کی وجہ سے بوران کو بوروفین میں درجہ بندی کرنے پر بھی یہی طریقہ استعمال نہیں کیا جا سکتا۔لیکن کیا ہوتا ہے اگر ڈھیلے بوران پاؤڈر کو دھاتی جالی (نکل نکل یا تانبے کاپر) میں شامل کیا جائے جس کو الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کیا جائے؟کیا بوران کی چالکتا کو آمادہ کرنا ممکن ہے، جسے الیکٹریکل کنڈکٹرز کے پرتوں والے نظام کے طور پر مزید الیکٹرو کیمیکل طور پر تقسیم کیا جا سکتا ہے؟تیار شدہ کم پرت بورونین کا مرحلہ کیا ہے؟
اس مطالعے میں، ہم ان سوالات کے جوابات دیتے ہیں اور یہ ظاہر کرتے ہیں کہ یہ سادہ حکمت عملی پتلی برس بنانے کے لیے ایک نیا عمومی طریقہ فراہم کرتی ہے، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔
لیتھیم کلورائیڈ (LiCl, 99.0%, CAS: 7447-41-8) اور بوران پاؤڈر (B, CAS: 7440-42-8) سگما ایلڈرچ (USA) سے خریدے گئے تھے۔سوڈیم سلفیٹ (Na2SO4, ≥ 99.0%, CAS: 7757-82-6) چیمپور (پولینڈ) سے فراہم کیا گیا۔کارپینیکس (پولینڈ) سے ڈائمتھائل سلفوکسائڈ (DMSO، CAS: 67-68-5) استعمال کیا گیا تھا۔
اٹامک فورس مائکروسکوپی (AFM MultiMode 8 (Bruker)) تہہ دار مواد کی موٹائی اور جالی سائز کے بارے میں معلومات فراہم کرتی ہے۔ہائی ریزولیوشن ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپی (HR-TEM) کو 200 kV کی تیز رفتار وولٹیج پر FEI Tecnai F20 مائکروسکوپ کا استعمال کرتے ہوئے انجام دیا گیا۔ایٹمی جذب سپیکٹروسکوپی (AAS) تجزیہ ہٹاچی زیمن پولرائزڈ ایٹم جذب سپیکٹرو فوٹومیٹر اور ایک شعلہ نیبولائزر کا استعمال کرتے ہوئے انجام دیا گیا تاکہ الیکٹرو کیمیکل ایکسفولیئشن کے دوران دھاتی آئنوں کی حل میں منتقلی کا تعین کیا جا سکے۔بلک بوران کی زیٹا پوٹینشل کو زیٹا سائزر (ZS Nano ZEN 3600, Malvern) پر ماپا گیا اور بلک بوران کی سطحی صلاحیت کا تعین کرنے کے لیے کیا گیا۔کیمیائی ساخت اور نمونوں کی سطح کے رشتہ دار جوہری فیصد کا مطالعہ ایکس رے فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی (XPS) کے ذریعے کیا گیا۔پیمائش Mg Ka تابکاری (hν = 1253.6 eV) کا استعمال کرتے ہوئے PREVAC سسٹم (پولینڈ) میں Scienta SES 2002 الیکٹران انرجی اینالائزر (سویڈن) سے لیس ہے جو ایک مستقل منتقلی توانائی (Ep = 50 eV) پر کام کرتی ہے۔تجزیہ چیمبر کو 5×10-9 mbar سے کم دباؤ پر خالی کر دیا جاتا ہے۔
عام طور پر، 0.1 جی فری فلونگ بوران پاؤڈر کو سب سے پہلے ہائیڈرولک پریس کا استعمال کرتے ہوئے دھاتی میش ڈسک (نکل یا کاپر) میں دبایا جاتا ہے۔ڈسک کا قطر 15 ملی میٹر ہے۔تیار شدہ ڈسکیں الیکٹروڈ کے طور پر استعمال ہوتی ہیں۔دو قسم کے الیکٹرولائٹس استعمال کیے گئے تھے: (i) DMSO میں 1 M LiCl اور (ii) deionized پانی میں 1 M Na2SO4۔ایک پلاٹینم تار کو معاون الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا۔ورک سٹیشن کا اسکیمیٹک خاکہ تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے۔ الیکٹرو کیمیکل سٹرپنگ میں، کیتھوڈ اور اینوڈ کے درمیان ایک دیا ہوا کرنٹ (1 A، 0.5 A، یا 0.1 A) لگایا جاتا ہے۔ہر تجربے کا دورانیہ 1 گھنٹہ ہے۔اس کے بعد، سپرناٹینٹ کو جمع کیا گیا، 5000 rpm پر سینٹرفیوج کیا گیا اور کئی بار (3-5 بار) ڈیونائزڈ پانی سے دھویا گیا۔
مختلف پیرامیٹرز، جیسے کہ الیکٹروڈ کے درمیان وقت اور فاصلہ، الیکٹرو کیمیکل علیحدگی کے حتمی مصنوع کی شکل کو متاثر کرتے ہیں۔یہاں ہم الیکٹرولائٹ کے اثر و رسوخ، لاگو کرنٹ (1 A، 0.5 A اور 0.1 A؛ وولٹیج 30 V) اور دھاتی گرڈ کی قسم (اثر کے سائز پر منحصر ہے) کا جائزہ لیتے ہیں۔دو مختلف الیکٹرولائٹس کا تجربہ کیا گیا: (i) ڈائمتھائل سلفوکسائیڈ (DMSO) میں 1 M لتیم کلورائد (LiCl) اور (ii) ڈیونائزڈ (DI) پانی میں 1 M سوڈیم سلفیٹ (Na2SO4)۔پہلے میں، لیتھیم کیشنز (Li+) بوران میں داخل ہوں گے، جو اس عمل میں منفی چارج سے منسلک ہے۔مؤخر الذکر صورت میں، سلفیٹ anion (SO42-) ایک مثبت چارج شدہ بوران میں آپس میں جڑ جائے گا۔
ابتدائی طور پر، مندرجہ بالا الیکٹرولائٹس کا عمل 1 A کے کرنٹ پر دکھایا گیا تھا۔ اس عمل میں بالترتیب دو قسم کے دھاتی گرڈ (Ni اور Cu) کے ساتھ 1 گھنٹہ لگا۔شکل 2 نتیجے میں آنے والے مواد کی اٹامک فورس مائیکروسکوپی (AFM) امیج دکھاتا ہے، اور اسی اونچائی کا پروفائل شکل S1 میں دکھایا گیا ہے۔اس کے علاوہ، ہر تجربے میں بنائے گئے فلیکس کی اونچائی اور طول و عرض ٹیبل 1 میں دکھائے گئے ہیں۔ بظاہر، Na2SO4 کو الیکٹرولائٹ کے طور پر استعمال کرتے وقت، تانبے کی گرڈ کا استعمال کرتے وقت فلیکس کی موٹائی بہت کم ہوتی ہے۔نکل کیرئیر کی موجودگی میں چھلکے ہوئے فلیکس کے مقابلے، موٹائی تقریباً 5 گنا کم ہو جاتی ہے۔دلچسپ بات یہ ہے کہ ترازو کے سائز کی تقسیم یکساں تھی۔تاہم، LiCl/DMSO دونوں دھاتی میشوں کا استعمال کرتے ہوئے ایکسفولیئشن کے عمل میں موثر تھا، جس کے نتیجے میں بوروسین کی 5-15 تہیں، دوسرے ایکسفولیٹنگ سیالوں کی طرح، جس کے نتیجے میں بوروسین 7,8 کی متعدد پرتیں بنتی ہیں۔لہذا، مزید مطالعات اس الیکٹرولائٹ میں مرتب کردہ نمونوں کی تفصیلی ساخت کو ظاہر کریں گے۔
A Cu_Li+_1 A، B Cu_SO42−_1 A، C Ni_Li+_1 A، اور D Ni_SO42−_1 A میں الیکٹرو کیمیکل ڈیلامینیشن کے بعد بوروسین شیٹس کی AFM تصاویر۔
تجزیہ ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی (TEM) کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا تھا۔جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے، بوران کا بلک ڈھانچہ کرسٹل لائن ہے، جیسا کہ بوران اور تہہ دار بوران دونوں کی TEM تصاویر کے ساتھ ساتھ متعلقہ فاسٹ فوئیر ٹرانسفارم (FFT) اور اس کے بعد کے سلیکٹڈ ایریا الیکٹران ڈفریکشن (SAED) پیٹرن سے ظاہر ہوتا ہے۔ڈیلامینیشن کے عمل کے بعد نمونوں کے درمیان بنیادی فرق آسانی سے TEM امیجز میں دیکھے جا سکتے ہیں، جہاں d-spaceings زیادہ تیز ہیں اور فاصلے بہت کم ہیں (0.35–0.9 nm؛ ٹیبل S2)۔جب کہ تانبے کی جالی پر بنائے گئے نمونے بورون 8 کے β-رومبوہیڈرل ڈھانچے سے مماثل تھے، نمونے نکل کا استعمال کرتے ہوئے من گھڑت تھے۔میشجعلی پیرامیٹرز کی نظریاتی پیشین گوئیوں سے مماثل: β12 اور χ317۔اس سے ثابت ہوا کہ بوروسین کی ساخت کرسٹل لائن تھی، لیکن ایکسفولیئشن کے بعد موٹائی اور کرسٹل کی ساخت تبدیل ہو گئی۔تاہم، یہ واضح طور پر استعمال شدہ گرڈ (Cu یا Ni) کے نتیجے میں بورین کی کرسٹل پن پر انحصار کو ظاہر کرتا ہے۔Cu یا Ni کے لیے، یہ بالترتیب سنگل کرسٹل یا پولی کرسٹل ہو سکتا ہے۔کرسٹل کی تبدیلیاں دیگر ایکسفولیئشن تکنیکوں میں بھی پائی گئی ہیں 18,19۔ہمارے معاملے میں، قدم ڈی اور حتمی ڈھانچہ مضبوطی سے استعمال شدہ گرڈ کی قسم (نی، کیو) پر منحصر ہے۔SAED پیٹرن میں اہم تغیرات پایا جا سکتا ہے، یہ تجویز کرتا ہے کہ ہمارا طریقہ زیادہ یکساں کرسٹل ڈھانچے کی تشکیل کا باعث بنتا ہے۔اس کے علاوہ، ایلیمینٹل میپنگ (EDX) اور STEM امیجنگ نے ثابت کیا کہ من گھڑت 2D مواد عنصر بوران (تصویر S5) پر مشتمل ہے۔تاہم، ساخت کی گہری تفہیم کے لیے، مصنوعی بوروفینز کی خصوصیات کے مزید مطالعے کی ضرورت ہے۔خاص طور پر، بورین کناروں کا تجزیہ جاری رکھا جانا چاہئے، کیونکہ یہ مواد کے استحکام اور اس کی اتپریرک کارکردگی20,21,22 میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔
بلک بوران A، B Cu_Li+_1 A اور C Ni_Li+_1 A اور متعلقہ SAED پیٹرن (A', B', C') کی TEM تصاویر؛فاسٹ فوئیر ٹرانسفارم (FFT) TEM امیج میں داخل کرنا۔
بورین کے نمونوں کے آکسیکرن کی ڈگری کا تعین کرنے کے لیے ایکس رے فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی (XPS) کی گئی۔بوروفین کے نمونوں کو گرم کرنے کے دوران، بوران بوران کا تناسب 6.97% سے بڑھ کر 28.13% ہو گیا (ٹیبل S3)۔دریں اثنا، بوران سب آکسائیڈ (BO) بانڈز کی کمی بنیادی طور پر سطحی آکسائیڈز کی علیحدگی اور بوران سب آکسائیڈ کے B2O3 میں تبدیل ہونے کی وجہ سے ہوتی ہے، جیسا کہ نمونوں میں B2O3 کی بڑھتی ہوئی مقدار سے ظاہر ہوتا ہے۔انجیر پر۔S8 گرم ہونے پر بوران اور آکسائیڈ عناصر کے بانڈنگ تناسب میں تبدیلیوں کو ظاہر کرتا ہے۔مجموعی سپیکٹرم تصویر میں دکھایا گیا ہے۔S7.ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ بورونین سطح پر آکسائڈائزڈ ہوتا ہے بورون: آکسائڈ تناسب 1:1 گرم ہونے سے پہلے اور 1.5:1 گرم ہونے کے بعد۔XPS کی مزید تفصیل کے لیے، ضمنی معلومات دیکھیں۔
الیکٹرو کیمیکل علیحدگی کے دوران الیکٹروڈ کے درمیان لگائے گئے کرنٹ کے اثر کو جانچنے کے لیے بعد میں تجربات کیے گئے۔ٹیسٹ LiCl/DMSO میں بالترتیب 0.5 A اور 0.1 A کے کرنٹ پر کئے گئے۔AFM مطالعہ کے نتائج تصویر 4 میں دکھائے گئے ہیں، اور اسی اونچائی کے پروفائلز کو انجیر میں دکھایا گیا ہے۔S2 اور S3۔اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ بوروفین مونولیئر کی موٹائی تقریباً 0.4 nm، 12,23 تجربات میں 0.5 A پر ہے اور ایک تانبے کی گرڈ کی موجودگی، سب سے پتلی فلیکس تقریباً 0.6–2.5 μm کے پس منظر کے طول و عرض کے ساتھ 5-11 بوروفین کی تہوں کے مساوی ہیں۔اس کے علاوہ، کے ساتھ تجربات میںنکلگرڈز، انتہائی چھوٹی موٹائی کی تقسیم کے ساتھ فلیکس (4.82–5.27 nm) حاصل کیے گئے تھے۔دلچسپ بات یہ ہے کہ سونو کیمیکل طریقوں سے حاصل کیے گئے بوران فلیکس 1.32–2.32 nm7 یا 1.8–4.7 nm8 کی حد میں ایک جیسے فلیکس کے سائز کے ہوتے ہیں۔اس کے علاوہ، گرافین کا الیکٹرو کیمیکل ایکسفولی ایشن اچی ایٹ ال کے ذریعہ تجویز کردہ۔14 کے نتیجے میں بڑے فلیکس (>30 µm) نکلے، جس کا تعلق ابتدائی مواد کے سائز سے ہو سکتا ہے۔تاہم، گرافین فلیکس 2–7 nm موٹے ہیں۔لاگو کرنٹ کو 1 A سے 0.1 A تک کم کرکے زیادہ یکساں سائز اور اونچائی کے فلیکس حاصل کیے جاسکتے ہیں۔ اس طرح، 2D مواد کے اس کلیدی ٹیکسچر پیرامیٹر کو کنٹرول کرنا ایک سادہ حکمت عملی ہے۔واضح رہے کہ 0.1 اے کرنٹ کے ساتھ نکل گرڈ پر کیے گئے تجربات کامیاب نہیں ہوئے۔یہ تانبے کے مقابلے نکل کی کم برقی چالکتا اور بوروفینی 24 بنانے کے لیے درکار ناکافی توانائی کی وجہ سے ہے۔Cu_Li+_0.5 A، Cu_Li+_0.1 A، Cu_SO42-_1 A، Ni_Li-_0.5 A اور Ni_SO42-_1 A کا TEM تجزیہ بالترتیب شکل S3 اور شکل S4 میں دکھایا گیا ہے۔
الیکٹرو کیمیکل خاتمے کے بعد AFM امیجنگ۔(A) Cu_Li+_1A، (B) Cu_Li+_0.5A، ​​(C) Cu_Li+_0.1A، (D) Ni_Li+_1A، (E) Ni_Li+_0.5A۔
یہاں ہم ایک بلک ڈرل کو پتلی پرت والی مشقوں (تصویر 5) میں درجہ بندی کرنے کے لیے ایک ممکنہ طریقہ کار بھی تجویز کرتے ہیں۔ابتدائی طور پر، الیکٹروڈ میں ترسیل پیدا کرنے کے لیے بلک بر کو Cu/Ni گرڈ میں دبایا گیا، جس نے معاون الیکٹروڈ (Pt تار) اور ورکنگ الیکٹروڈ کے درمیان کامیابی کے ساتھ وولٹیج کا اطلاق کیا۔یہ آئنوں کو الیکٹرولائٹ کے ذریعے منتقل ہونے اور کیتھوڈ/اینوڈ مواد میں سرایت کرنے کی اجازت دیتا ہے، استعمال شدہ الیکٹرولائٹ پر منحصر ہے۔AAS تجزیہ نے یہ ظاہر کیا کہ اس عمل کے دوران دھاتی میش سے کوئی آئن جاری نہیں کیا گیا تھا (اضافی معلومات دیکھیں)۔ظاہر ہوا کہ الیکٹرولائٹ سے صرف آئن بوران کی ساخت میں گھس سکتے ہیں۔اس عمل میں استعمال ہونے والے بلک کمرشل بوران کو اکثر "بے شکل بوران" کہا جاتا ہے کیونکہ اس کی بنیادی سیل اکائیوں کی بے ترتیب تقسیم، icosahedral B12، جسے 1000 ° C پر گرم کیا جاتا ہے تاکہ ترتیب شدہ β-rhombohedral ڈھانچہ (تصویر S6) 25اعداد و شمار کے مطابق، لیتھیم کیشنز پہلے مرحلے میں آسانی سے بورون کے ڈھانچے میں داخل ہو جاتے ہیں اور B12 بیٹری کے ٹکڑوں کو پھاڑ دیتے ہیں، بالآخر ایک انتہائی ترتیب شدہ ساخت کے ساتھ دو جہتی بورونین ڈھانچہ تشکیل دیتے ہیں، جیسے کہ β-rhombohedra، β12 یا χ3۔ ، لاگو کرنٹ اور پر منحصر ہے۔میشموادبلک بوران سے Li+ کی وابستگی اور ڈیلامینیشن کے عمل میں اس کے کلیدی کردار کو ظاہر کرنے کے لیے، اس کے زیٹا پوٹینشل (ZP) کو -38 ± 3.5 mV ناپا گیا (اضافی معلومات دیکھیں)۔بلک بوران کے لیے ZP کی منفی قدر اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ مثبت لیتھیم کیشنز کا انٹرکیلیشن اس مطالعے میں استعمال ہونے والے دیگر آئنوں سے زیادہ موثر ہے (جیسے SO42-)۔یہ بوران ڈھانچے میں Li+ کے زیادہ موثر دخول کی بھی وضاحت کرتا ہے، جس کے نتیجے میں زیادہ موثر الیکٹرو کیمیکل ہٹایا جاتا ہے۔
اس طرح، ہم نے Li+/DMSO اور SO42-/H2O سلوشنز میں Cu/Ni گرڈز کا استعمال کرتے ہوئے بوران کی الیکٹرو کیمیکل اسٹریٹیفکیشن کے ذریعے کم پرت والے بوران حاصل کرنے کا ایک نیا طریقہ تیار کیا ہے۔ایسا لگتا ہے کہ یہ موجودہ لاگو اور استعمال شدہ گرڈ کے لحاظ سے مختلف مراحل پر آؤٹ پٹ دیتا ہے۔ایکسفولیئشن کے عمل کا طریقہ کار بھی تجویز کیا گیا ہے اور اس پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ کوالٹی کنٹرول کم پرت بورونین آسانی سے ایک مناسب میٹل میش کو بوران کیریئر کے طور پر منتخب کر کے اور لاگو کرنٹ کو بہتر بنا کر تیار کیا جا سکتا ہے، جسے مزید بنیادی تحقیق یا عملی استعمال میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔مزید اہم بات یہ ہے کہ بوران کی الیکٹرو کیمیکل سطح بندی کی یہ پہلی کامیاب کوشش ہے۔یہ خیال کیا جاتا ہے کہ اس راستے کو عام طور پر غیر کنڈکٹیو مواد کو دو جہتی شکلوں میں نکالنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔تاہم، ترکیب شدہ لو لیئر برسوں کی ساخت اور خصوصیات کی بہتر تفہیم کے ساتھ ساتھ اضافی تحقیق کی بھی ضرورت ہے۔
موجودہ مطالعہ کے دوران بنائے گئے اور/یا تجزیہ کیے گئے ڈیٹاسیٹس RepOD ریپوزٹری، https://doi.org/10.18150/X5LWAN سے دستیاب ہیں۔
ڈیسائی، جے اے، ادھیکاری، این اور کول، اے بی سیمی کنڈکٹر ڈبلیو ایس 2 چھلکا کیمیکل افادیت اور اس کا استعمال اضافی طور پر من گھڑت گرافین-WS2-گرافین ہیٹرو سٹرکچرڈ فوٹوڈیوڈس میں۔RSC ایڈوانسز 9، 25805–25816۔https://doi.org/10.1039/C9RA03644J (2019)۔
لی، ایل وغیرہ۔الیکٹرک فیلڈ کی کارروائی کے تحت MoS2 ڈیلامینیشن۔J. مرکباتموازنہ کریں۔862، 158551۔ https://doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2020.158551 (2021)۔
چن، ایکس وغیرہ۔کمرے کے درجہ حرارت پر اعلی کارکردگی والے NO2 گیس سینسر کے لیے مائع فیز پرتوں والی 2D MoSe2 نانو شیٹس۔نینو ٹیکنالوجی 30، 445503۔ https://doi.org/10.1088/1361-6528/AB35EC (2019)۔
یوآن، L. et al.بڑے پیمانے پر 2D مواد کی کوالٹیٹیو مکینیکل ڈیلامینیشن کے لیے ایک قابل اعتماد طریقہ۔AIP ایڈوانسز 6، 125201۔ https://doi.org/10.1063/1.4967967 (2016)۔
OU، M. et al.بوران کا ظہور اور ارتقاء۔جدید سائنس۔8، 2001 801۔ https://doi.org/10.1002/ADVS.202001801 (2021)۔
رنجن، پی وغیرہ۔انفرادی ہیرو اور ان کے ہائبرڈ۔اعلی درجے کی الما میٹر۔31:1-8۔https://doi.org/10.1002/adma.201900353 (2019)۔
لن، ایچ وغیرہ۔β12 بورین کے آف گرڈ لو لیئر سنگل ویفرز کی بڑے پیمانے پر پیداوار لیتھیم سلفر بیٹریوں کے لیے موثر الیکٹرو کیٹیلیسٹ کے طور پر۔ایس اے یو نینو 15، 17327–17336۔https://doi.org/10.1021/acsnano.1c04961 (2021)۔
لی، ایچ وغیرہ۔کم پرت بوران شیٹس کی بڑے پیمانے پر پیداوار اور مائع مرحلے کی علیحدگی کے ذریعہ ان کی بہترین سپر کیپیسیٹینس کارکردگی۔ایس اے یو نینو 12، 1262–1272۔https://doi.org/10.1021/acsnano.7b07444 (2018)۔
مینکس، اے جے بوران ترکیب: انیسوٹروپک دو جہتی بوران پولیمورفس۔سائنس 350 (2015)، 1513-1516۔https://doi.org/10.1126/science.aad1080 (1979)۔
Liu H., Gao J., اور Zhao J. بوران کلسٹرز سے Cu(111) سطحوں پر 2D بوران شیٹس تک: نمو کا طریقہ کار اور تاکنا کی تشکیل۔سائنس.رپورٹ 3، 1-9۔https://doi.org/10.1038/srep03238 (2013)۔
لی، ڈی وغیرہ۔دو جہتی بوران شیٹس: ساخت، ترقی، الیکٹرانک اور تھرمل ٹرانسپورٹ کی خصوصیات۔توسیعی صلاحیتیں۔الما میٹر30، 1904349۔ https://doi.org/10.1002/adfm.201904349 (2020)۔
چاہل، ایس وغیرہ۔بورین مائیکرو مکینکس کے ذریعے ایکسفولیئٹس۔اعلی درجے کی الما میٹر۔2102039(33), 1-13۔https://doi.org/10.1002/adma.202102039 (2021)۔
لیو، ایف وغیرہ۔الیکٹرو کیمیکل ایکسفولیئشن کے ذریعہ گرافین مواد کی ترکیب: حالیہ پیشرفت اور مستقبل کی صلاحیت۔کاربن انرجی 1، 173–199۔https://doi.org/10.1002/CEY2.14 (2019)۔
اچی، ٹی ایس وغیرہ۔الیکٹرو کیمیکل اسٹریٹیفیکیشن کا استعمال کرتے ہوئے کمپریسڈ گریفائٹ سے تیار کردہ توسیع پذیر، اعلی پیداوار والی گرافین نینو شیٹس۔سائنس.رپورٹ 8(1)، 8۔ https://doi.org/10.1038/s41598-018-32741-3 (2018)۔
Fang, Y. et al.دو جہتی مواد کی جانس الیکٹرو کیمیکل ڈیلامینیشن۔J. الما میٹر۔کیمیکل۔A. 7، 25691–25711۔https://doi.org/10.1039/c9ta10487a (2019)۔
Ambrosi A., Sofer Z. اور Pumera M. پرتوں والے سیاہ فاسفورس سے فاسفورین کی الیکٹرو کیمیکل ڈیلامینیشن۔اینجیکیمیکل۔129، 10579–10581۔https://doi.org/10.1002/ange.201705071 (2017)۔
فینگ، B. et al.دو جہتی بوران شیٹ کا تجرباتی نفاذ۔قومی کیمیکل۔8، 563–568۔https://doi.org/10.1038/nchem.2491 (2016)۔
Xie Z. et al.دو جہتی بورونین: خصوصیات، تیاری اور امید افزا ایپلی کیشنز۔تحقیق 2020، 1-23۔https://doi.org/10.34133/2020/2624617 (2020)۔
جی، ایکس وغیرہ۔امیج گائیڈڈ ملٹی موڈل کینسر تھراپی کے لیے انتہائی پتلی دو جہتی بوران نانوشیٹس کا ٹاپ ڈاون ترکیب۔اعلی درجے کی الما میٹر۔30، 1803031۔ https://doi.org/10.1002/ADMA.201803031 (2018)۔
Chang, Y., Zhai, P., Hou, J., Zhao, J., and Gao, J. سپیریئر HER اور OER سیلینیم کی خالی آسامیوں کی کیٹلیٹک کارکردگی خرابی سے چلنے والے PtSe 2 میں: تخروپن سے لے کر تجربہ تک۔اعلی درجے کی توانائی کا الما میٹر۔12، 2102359۔ https://doi.org/10.1002/aenm.202102359 (2022)۔
لی، ایس وغیرہ۔منفرد کنارے کی تعمیر نو کے ذریعے فاسفورین نانوریبن کی ایج الیکٹرانک اور فونون سٹیٹس کا خاتمہ۔18 سال چھوٹا، 2105130۔ https://doi.org/10.1002/smll.202105130 (2022)۔
ژانگ، یو، وغیرہ۔جھریوں والے α-فیز monolayers کی یونیورسل زگ زیگ تعمیر نو اور ان کے نتیجے میں مضبوط خلائی چارج علیحدگی۔نانولیٹ۔21، 8095–8102۔https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02461 (2021)۔
لی، ڈبلیو وغیرہ۔ہنی کامب بورونین کا تجرباتی نفاذ۔سائنس.بیل.63، 282-286۔https://doi.org/10.1016/J.SCIB.2018.02.006 (2018)۔
طاہریان، آر۔ کنڈکٹیویٹی تھیوری، کنڈکٹیویٹی۔پولیمر پر مبنی مرکبات میں: تجربات، ماڈلنگ، اور ایپلی کیشنز (کوثر، 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 and boranes.شامل کریں۔کیمخدمت65، 1112۔ https://pubs.acs.org/sharingguidelines (21 جنوری 2022)۔
اس مطالعہ کی حمایت نیشنل سائنس سینٹر (پولینڈ) نے گرانٹ نمبر کے تحت کی تھی۔OPUS21 (2021/41/B/ST5/03279)۔
نکل وائر میش صنعتی تار کی ایک قسم ہے۔کپڑانکل تار سے بنایا گیا ہے۔یہ اس کی پائیداری، برقی چالکتا، اور سنکنرن اور زنگ کے خلاف مزاحمت کی خصوصیت رکھتا ہے۔اپنی منفرد خصوصیات کی وجہ سے، نکل وائر میش عام طور پر فلٹریشن، چھلنی، اور ایرواسپیس، کیمیکل اور فوڈ پروسیسنگ جیسی صنعتوں میں علیحدگی جیسے ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے۔یہ مختلف ضروریات کے مطابق میش سائز اور تار کے قطروں کی ایک رینج میں دستیاب ہے۔