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德国科学家利用镍原子在石墨材料中开凿纳米“隧道”

  德国卡尔斯鲁尔技术研究院(KIT)和美国莱斯大学的科学家合作,利用镍原子在石墨材料中成功“开凿”出直径为纳米级别的“隧道”,有望为制备锂离子电池高性能多孔石墨电极等提供新的技术手段。研究人员首先将金属镍纳米颗粒引入石墨材料表面,然后在充满氢气的环境中进行快速加热,金属镍纳米颗粒的表面将起到催化作用,使石墨中的碳原子脱离晶体栅格,与氢原子结合成气态的甲烷。在此过程中,金属镍纳米颗粒在毛细管效应作用下,将被“吸入”在石墨材料表面形成的微小“孔穴”中,并继续催化化学反应从而逐渐深入石墨材料内部。这种纳米“隧道”结构具有广泛的应用前景,如通过这种工艺制备的多孔石墨材料作为锂离子电池的电极材料,可大大缩短充电所需要时间;在医药领域,可用这种多孔石墨材料作为可长时间定向释放药品的载体。而如果用这种技术对与石墨具有相似的晶体结构但不具有导电性能的材料(如氮化硼)进行加工,所形成的“隧道”结构将可作为纳米电子元件的支架材料,如新型的传感器和太阳能电池单元等。

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