Í fyrsta skipti hafa vísindamenn minnkað hreyfiorka mxenes oxunar á atómskalanum

Upprunalega titill: Vísindamenn í fyrsta skipti frá atómskala minnkun oxunar hreyfiorka mxenes

Nýlega hefur teymi dósents Meng Xing, lykilrannsóknarstofu nýrrar rafhlöðueðlisfræði og tækni menntamálaráðuneytisins, College of Physics, Jilin University, náð mikilvægum framförum í fræðilegum útreikningi á oxunarhegðun tvívíddar umbreytingar málmkarbíðs /nítríð/kolefnisnítríð (mxenes) og viðeigandi niðurstöður voru birtar á netinu í þýsku Applied Chemistry 14. júní 2023.

Vegna mikillar leiðni og ríkra virkni hópa á yfirborði eru mxenes mikið notað í orku, rafeindatækjum, lífeðlisfræði og öðrum reitum. Hins vegar brotnar mxenes auðveldlega niður í umbreytingarmálmoxíð í blautum umhverfi eða vatnslausnum, sem takmarkar notkun þess á ýmsum sviðum. Þess vegna, hvernig á að mynda mxenes efni með mikinn efnafræðilegan stöðugleika er lykil vísindalegt vandamál sem þarf að leysa brýn.

Í rannsókninni framkvæmdi rannsóknarteymi Meng ítarlega fræðilega útreikningsrannsókn á oxunarhegðun ofurstórra mxenes-vatnskerfisins. Með því að sameina vélanám við fyrsta útreikninga, náðu vísindamennirnir nanósekúndu sameindafræðilegri eftirlíkingu með DFT nákvæmni og dró í fyrsta skipti niður hreyfiorkuferli oxunar mxenes frá atómskvarðanum, sem afhjúpaði eðli veldra rotnunar mxenes oxunarhraða sem fram komu sem fram komu, sem kom fram, sem afhjúpaði eðli veldra rotnunar mxenes oxunarhraða sem fram komu sem kom fram,, sem afhjúpaði eðli veldisvísis rotnunar mxenes oxunarhraða sem fram komu sem fram komu. Tilraunir. Oxunarkerfi mxenes í blautum umhverfi eða vatnslausn var skýrð.

Vísindamennirnir þróuðu mögulega virkni taugakerfis fyrir mxenes-vatnskerfið, sem skilar góðum árangri á prófunarsettinu, með rót-mean-ferningskekkjum af 2,35mev/ atómi fyrir orku og 0,083EV/ A fyrir kraft samanborið við DFT útreikninga. MD uppgerðin byggð á hugsanlegri aðgerð er mjög í samræmi við AIMD uppgerð í geislamyndunardreifingaraðgerðinni og kraftmiklu þéttleikaprófinu. Niðurstöður MD uppgerðar mxenes-vatnskerfis sýna að því þykkara sem vatnslagið er, því lóðréttari vetnistengi á hverja einingar af vatnsameindum, því takmarkaðri hreyfingu vatnsameinda til mxenes grunnflötunnar, sem leiðir til aukningar á meðalfjarlægð Milli umbreytingarmálmatómanna og súrefnisatómanna í vatni, og oxunarhraði mxenanna minnkar með aukningu á þykkt vatnsins. Á sama tíma mun oxun mxenes losa ókeypis róteindir, sem mun mynda dæmigerða vökvaðan róteind með vatni og bindast þannig hreyfingu vatnsameinda, sem gerir oxunarhraða mxenes lækkar með aukningu tíma. Meðalfjarlægð milli mismunandi gerða af umbreytingarmálmatómum og súrefnisatómum í vatni, svo og líkurnar á líkamlegri aðsog vatnsameinda á mxenes grunnyfirborðið, sýna fram á tilvist oxíðs verndandi lags á mxenes yfirborðinu.

Þessar mikilvægu niðurstöður veita fræðilegar leiðbeiningar um nýmyndun mjög stöðugra mxenesefna.