Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. а) СЭМ микрофотография полученной иерархической структуры b,c) Увеличенные СЭМ и ПЭМ микрофотографии той же структуры d-g) ПЭМ микрофотография и соответствующие ей элементное картирование
Рисунок 2. а,b) ПЭМ микрофотографии полученной структуры с,d) схема, объясняющая кристаллографическое соответствие между SnO2 и Fe2О3
Рисунок 3. а) Кривая первого цикла зарядки/разрядки при удельной силе тока 1000 мА/г b) зависимость удельной емкости от количества циклов зарядки/разрядки с) схематическое изображение массива наностержней оксида железа и обсуждаемой иерархической структуры

Дерево, растущее эпитаксиально

Ключевые слова:  иерархическая структура, композиционный материал, литий-ионная батарея

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

09 июля 2011

Наноструктурированные "древовидные" материалы уже знакомы читателям Нанометра. Подобные материалы весьма перспективны для использования в качестве электродов солнечных и литий-ионных батарей благодаря большой удельной площади поверхности. Однако размер и форма образующихся структур пока что плохо поддаются контролю исследователей.

Определенных успехов в получении "древовидных" структур с контролируемым размером и количеством "веток" (наностержней α-Fe2O3), эпитаксиально растущих их ствола (нанонить SnO2), удалось добиться коллективу исследователей из Сингапура и Китая. Предложенный ими метод синтеза сравнительно незамысловат: массив нанонитей оксида олова, выращенный метод химического осаждения, помещался в кислый раствор хлорида железа (III), и в результате гидротермального синтеза на поверхности нанонити SnO2 образовывались зародыши метагидроксида железа, ориентированные в строго определенных кристаллографических направлениях. После достижения необходимых размеров, выросшие из ориентированных зародышей ориентированные нанотрубки отжигались с переходом метагидроксида железа в его оксид.

Примечательно, что полученные структуры имеют ось шестого порядка. Дело в том, что при такой взаимной ориентации нанонити и нанотрубок удается добиться наилучшего кристаллографического согласования - рассогласование при росте под углом 600 составляет всего 4,6% против 47,7% при перпендикулярном росте плоскости FeOOH (3-30) на плоскости (010) оксида олова. Особо примечательно, что до сих пор исследователям удавалось получать "древовидные" структуры с осью 6 порядка только для гексагональных нанонитей, т.е. нанотрубки росли нормально по отношению к каждой из граней.

Однако полученные иерархические структуры отличает не только структурное, но и функциональное своеобразие. Известно, что в литий-ионных батареях с электродом из SnO2 наблюдается резкое падение емкости после первого цикла зарядки/разрядки. При использовании же полученного материала емкость батареи двукратно превосходит аналогичную как для SnO2, так и для Fe2O3, что авторы статьи связывают с возросшей площадью удельной поверхностью оксида железа. Тем не менее, острой проблемой, стоящей перед исследователями, остается стремительная потеря емкости - спустя 30 циклов зарядки/разрядки емкость батареи с электродом из полученного материала сравнивалась с таковой для батарей с электродом из Fe2O3 и SnO2.


Источник: Advanced functional materials



Комментарии
Shunt, 09 июля 2011 19:40 
Любопытный материал
А что такое метагидроксид железа???? Только хотел поправить, как уже утвердили...
И... другие мелочи
Метагидроксид железа - FeO(OH). Сейчас проверил - такое название вполне используется!
А несколько разных форм у FeOOH, и в контексте весьма важно указать более конкретно (а если, соответственно не указать, то и формула, и название получаются не так важны).
По всей видимости акаганеит!
Юный максималист, 10 июля 2011 01:58 
акаганеит, бета-FeOOH,
он часто из хлорида получается.
Гипотеза акаганеита представляется очень разумной!
И можно без философской шерсти
Не по - русски. Свинцовый сахар. Грива льва. Киноварь. Сулема. Глет. Философская шерсть. Сурик. Неплавкий белый преципитат. Фараонова змея.
Acuramazda, 11 июля 2011 13:04 
Весьма толковая гипотеза

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Человек из наномира
Человек из наномира

Конференции 2020-го: планы на первое полугодие
План по мероприятиям на первое полугодие 2020-го

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Британский крест китайских ученых: элемент памяти на новом типе доменной структуры в FeRh.Волокна из углеродных нанотрубок помогут сердцу. Фуллерены для стабилизации азотного топлива. International Quantum Complex Matter Conference 2020 (QCM2020).

На ВДНХ в Москве отметят День российской науки
День российской науки отпразднуют на ВДНХ в Москве 8 и 9 февраля. Инновационно-образовательный комплекс «Техноград» на ВДНХ приглашает москвичей и гостей столицы отпраздновать «День науки». Гостей ожидают бесплатные мастер-классы, знакомство с инновациями в биомедицине и достижениями нейронаук, занимательные уроки и многое другое.

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2020 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.