p Ao combinar vários nanomateriais em uma única estrutura, os cientistas podem criar materiais híbridos que incorporem as melhores propriedades de cada componente e superem o desempenho de qualquer substância individual. Um método controlado para fazer nanoestruturas ocas de camada tripla foi desenvolvido agora na KAUST. As estruturas híbridas consistem em um núcleo orgânico condutivo imprensado entre camadas de metais eletrocataliticamente ativos:seus usos potenciais variam de eletrodos de bateria melhores à produção de combustível renovável. p Embora existam vários métodos para criar materiais de duas camadas, fazer estruturas de três camadas tem se mostrado muito mais difícil, diz Peng Wang, do Centro de Dessalinização e Reutilização de Água, que co-liderou a pesquisa atual com o Professor Yu Han, membro do Centro de Membranas Avançadas e Materiais Porosos da KAUST. Os pesquisadores desenvolveram um novo, abordagem de modelo duplo, explica Sifei Zhuo, membro de pós-doutorado da equipe de Wang.

p Os pesquisadores cultivaram seu nanomaterial híbrido diretamente em papel carbono - um tapete de fibras de carbono eletricamente condutoras. Eles primeiro produziram uma floresta eriçada de nanofios de níquel-cobalto hidroxilcarbonato (NiCoHC) na superfície de cada fibra de carbono (imagem 1). Cada cerda inorgânica minúscula foi revestida com uma camada orgânica chamada graphdiyne substituído por hidrogênio (HsGDY) (imagem 2).

p Em seguida, foi a etapa principal de modelo duplo. Quando a equipe adicionou uma mistura química que reage com o NiCoHC interno, o HsGDY atuou como uma barreira parcial. Alguns íons de níquel e cobalto da camada interna se espalharam para fora, onde eles reagiram com tiomolibdato da solução circundante para formar o níquel externo, MoS co-dopado com cobalto ₂ (Ni, Co-MoS ₂ ) camada. Enquanto isso, alguns íons de enxofre dos produtos químicos adicionados se difundiram para dentro para reagir com o níquel e o cobalto restantes. A substância resultante (imagem 3) tinha a estrutura Co ₉ S ₈ , Ni ₃ S ₂ @ HsGDY @ Ni, Co-MoS ₂ , em que a camada orgânica condutora de HsGDY é imprensada entre duas camadas inorgânicas (imagem 4).

p O material de camada tripla mostrou bom desempenho na quebra eletrocatalítica das moléculas de água para gerar hidrogênio, um potencial combustível renovável. Os pesquisadores também criaram outros materiais de camada tripla usando a abordagem de modelo duplo

p "Essas nanoestruturas de três camadas têm grande potencial de conversão e armazenamento de energia, "diz Zhuo." Acreditamos que ele poderia ser estendido para servir como um eletrodo promissor em muitas aplicações eletroquímicas, como em supercapacitores e baterias de íon de sódio / lítio, e para uso na dessalinização de água. "

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