Għall-ewwel darba, ir-riċerkaturi naqqsu l-kinetika tal-ossidazzjoni mxenes fuq l-iskala atomika

Titolu tas-Sors: Riċerkaturi għall-ewwel darba mit-Tnaqqis tal-Iskala Atomika tal-Kinetika tal-Ossidazzjoni Mxenes

Riċentement, it-tim tal-Professur Assoċjat Meng Xing, Laboratorju Ewlenin tal-Fiżika tal-Batteriji Ġodda u t-Teknoloġija tal-Ministeru tal-Edukazzjoni, il-Kulleġġ tal-Fiżika, l-Università Jilin, għamel progress importanti fil-kalkolu teoretiku tal-imġieba ta 'ossidazzjoni ta' karburi tal-metall bidimensjonali bidimensjonali / Nitridi / Nitridi tal-Karbonju (MXENES), u r-riżultati rilevanti ġew ippubblikati online fil-Kimika Applikata Ġermaniża fl-14 ta 'Ġunju, 2023.

Minħabba l-konduttività għolja tagħha u l-gruppi funzjonali tal-wiċċ sinjuri, Mxenes huwa użat ħafna fl-enerġija, apparat elettroniku, bijomediċina u oqsma oħra. Madankollu, Mxenes jiddegrada faċilment f'ossidi tal-metall ta 'transizzjoni f'ambjenti mxarrbin jew soluzzjonijiet milwiema, li jillimita l-applikazzjoni tiegħu f'diversi oqsma. Għalhekk, kif tissintetizza l-materjali Mxenes bi stabbiltà kimika għolja hija problema xjentifika ewlenija li trid tissolva b'mod urġenti.

Fl-istudju, it-tim ta 'riċerka ta' Meng wettaq studju ta 'kalkolu teoretiku fil-fond dwar l-imġieba ta' ossidazzjoni tas-sistema ta 'ilma Mxenes super-kbir. Billi għaqqad it-tagħlim tal-magni mal-kalkoli tal-ewwel prinċipji, ir-riċerkaturi kisbu simulazzjonijiet ta 'dinamika molekulari nanosekonda ma' eżattezza DFT, u għall-ewwel darba naqqsu l-proċess kinetiku ta 'ossidazzjoni ta' mxenes mill-iskala atomika, li żvelat in-natura tat-tħassir esponenzjali ta 'mxenes ta' rata ta 'ossidazzjoni osservata osservata Esperimentalment. Il-mekkaniżmu ta 'ossidazzjoni ta' mxenes f'ambjent imxarrab jew soluzzjoni milwiema ġie eluċidat.

Ir-riċerkaturi żviluppaw funzjoni potenzjali tan-netwerk newrali għas-sistema Mxenes-Water, li taħdem sew fuq is-sett tat-test, bi żbalji ta 'għeruq medji ta' 2.35mev / atomu għall-enerġija u 0.083ev / a għall-forza meta mqabbla mal-kalkoli DFT. Is-simulazzjoni MD ibbażata fuq il-funzjoni potenzjali hija konsistenti ħafna mas-simulazzjoni AIMD fil-funzjoni ta 'distribuzzjoni radjali u t-test tal-proprjetà densità dinamika. Ir-riżultati ta 'simulazzjoni MD tas-sistema ta' l-ilma Mxenes juru li s-saff tal-ilma eħxen, iktar tkun irbit tal-idroġenu vertikali għal kull unità ta 'molekuli ta' ilma, iktar ikun limitat il-moviment tal-molekuli tal-ilma għall-wiċċ bażi ta 'Mxenes, li jirriżulta f'żieda fid-distanza medja Bejn l-atomi tal-metall ta 'transizzjoni u l-atomi ta' ossiġnu fl-ilma, u r-rata ta 'ossidazzjoni mxenes tonqos biż-żieda tal-ħxuna tas-saff tal-ilma. Fl-istess ħin, l-ossidazzjoni ta 'mxenes tirrilaxxa protoni ħielsa, li jiffurmaw proton idratat tipiku bl-ilma, u b'hekk jorbot il-moviment tal-molekuli tal-ilma, u jagħmel ir-rata ta' ossidazzjoni ta 'mxenes tonqos biż-żieda taż-żmien. Id-distanza medja bejn tipi differenti ta 'atomi tal-metall ta' transizzjoni u atomi ta 'ossiġenu fl-ilma, kif ukoll il-probabbiltà ta' adsorbiment fiżiku ta 'molekuli ta' ilma fuq il-wiċċ ta 'bażi ​​Mxenes, juru l-eżistenza ta' saff protettiv ta 'ossidu fuq il-wiċċ Mxenes.

Dawn is-sejbiet importanti jipprovdu gwida teoretika għas-sintesi ta 'materjali Mxenes stabbli ħafna.