Uma equipe da Escola de Ciências e Engenharia da Universidade de Tulane desenvolveu uma nova família de materiais bidimensionais que os pesquisadores dizem ter aplicações promissoras, inclusive em eletrônica avançada e baterias de alta capacidade.
Liderado por Michael Naguib, professor assistente do Departamento de Física e Engenharia Física, o estudo foi publicado na revista Advanced Materials .

"Materiais bidimensionais são nanomateriais com espessura do nanômetro (nanômetro é um milionésimo de milímetro) e dimensões laterais milhares de vezes a espessura", disse Naguib. "Sua planicidade oferece um conjunto único de propriedades em comparação com materiais a granel."

O nome da nova família de materiais 2D é carbocalcogenetos de metais de transição, ou TMCC. Ele combina as características de duas famílias de materiais 2D - carbonetos de metais de transição e dicalcogenetos de metais de transição.

Naguib, Ken &Ruth Arnold Early Career Professor em Ciência e Engenharia, disse que este último é uma grande família de materiais que foram explorados extensivamente e considerados muito promissores, especialmente para armazenamento e conversão de energia eletroquímica. Mas ele disse que um dos desafios em utilizá-los é sua baixa condutividade elétrica e estabilidade.

Por outro lado, disse ele, carbonetos de metais de transição são excelentes condutores elétricos com condutividade muito mais poderosa. Prevê-se que a fusão das duas famílias em uma só tenha um grande potencial para muitas aplicações, como baterias e supercapacitores, catálise, sensores e eletrônicos.

"Em vez de empilhar os dois materiais diferentes, como blocos de construção Lego com muitas interfaces problemáticas, aqui desenvolvemos um novo material 2D que tem a combinação de ambas as composições sem nenhuma interface", disse ele.

“Usamos um processo de esfoliação eletroquímica assistida pela inserção de íons de lítio entre as camadas de carbocalcogenetos de metais de transição a granel, seguido de agitação em água”, disse Ahmad Majed, o primeiro autor do artigo e doutorando em Física de Materiais e Engenharia na Tulane trabalhando no grupo de Naguib.

Ao contrário de outros nanomateriais exóticos, disse Majed, o processo de fabricação desses nanomateriais 2D TMCC é simples e escalável.

Além de Naguib e Majed, a equipe inclui Jiang Wei, professor associado de física e engenharia física; Jianwei Sun, professor assistente de física e física de engenharia; Ph.D. os candidatos Kaitlyn Prenger, Manish Kothakonda e Fei Wang em Tulane; e Dr. Eric N. Tseng e professor Per O.A. Persson da Universidade Linkӧping na Suécia. + Explorar mais

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