{"id":26725,"date":"2012-04-13T19:45:31","date_gmt":"2012-04-13T16:45:31","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=26725"},"modified":"2012-04-13T19:45:31","modified_gmt":"2012-04-13T16:45:31","slug":"%e2%80%9chaalestatavad%e2%80%9d-metalli-nanostruktuurid-kutuseelementide-akude-ja-paikeseenergia-salvestamise-tarbeks","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=26725","title":{"rendered":"\u201cH\u00e4\u00e4lestatavad\u201d metalli nanostruktuurid k\u00fctuseelementide, akude ja p\u00e4ikeseenergia salvestamise tarbeks"},"content":{"rendered":"
K\u00fctuseelementide ja akudes olevate elektroodide jaoks tahaksid insenerid toota poorseid metallkilesid, et v\u00f5imaldada pinnaalal keemiliste reaktsioonide toimumist. Samuti v\u00f5iksid metallkiled olla \u00fclih\u00e4sti elektrit juhtivad selleks, et elektrit laiali kanda, kuid see on osutunud pettumust valmistavaks v\u00e4ljakutseks.<\/strong><\/div>\n

\n<\/strong><\/div>\n
Cornelli keemikud arendasid n\u00fc\u00fcd v\u00e4lja meetodi, kuidas valmistada kuni 1000 korda eelnevate meetoditega tehtutest parema elektrijuhtivusega poorseid metallkilesid. Lisaks avab nende tehnika uurijate s\u00f5nul ukse erinevate metallist nanostruktuuride loomisele ehituse ja biomeditsiiniliste rakenduste tarbeks. Mitme aasta v\u00e4ltel tehtud katsete tulemusi kirjeldatakse teadusajakirja Nature Materials<\/em> internetiv\u00e4ljaandes, vahendab Phys.org<\/a>.<\/p>\n
<\/div>\n
\"\"<\/a>

Ise-kogunenud metalli sisaldavate kilede n\u00e4idised, mis valmistati uue sool-geeli protsessi abil. Kiled on p\u00f5hiliselt klaasist, millesse on l\u00fckitud v\u00e4rvi andvad metalli aatomid. Ruudujooned on 5-millimeetriste vahedega. Pilt: Wiesner Lab<\/p><\/div>\n

<\/div>\n
Oleme j\u00f5udnud enneolematu tasemeni tulemuseks olevate ainete koostise, nanostruktuuri ja funtsionaalsuse, n\u00e4iteks elektrijuhtivuse, kontrollimises. Seda oleme saavutanud lihtsa sega-ja-kuumuta l\u00e4henemise abil \u201e\u00fches potis\u201c, s\u00f5nas uurimust\u00f6\u00f6 vanemautor Ulrich Wiesner<\/strong>.<\/p>\n
<\/div>\n
Keemiku jaoks n\u00e4eb see v\u00e4lja n\u00f5nda: 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (ICPTS) liitub aminohappega, mis omakorda haarab metallatsetaadis leiduva metalliooni (\u201eM\u201c esindab iga valitud metalli), j\u00e4ttes maha \u00e4\u00e4dikhappe. Nendele struktuuridele m\u00f5eldes tekkis uurija Scott Warren<\/strong>il Ahhaa!-moment.<\/div>\n

\n<\/strong><\/p>\n
<\/div>\n
Uus meetod p\u00f5hineb keemikutele tuttava \u201esool-geel\u201c protsessil. Teatud r\u00e4ni\u00fchendid kogunevad lahustitega segatuna ise r\u00e4ni dioksiidi struktuuriks ehk klaasiks, millel on k\u00e4rgjate nanomeetri skaalas poorid. Uurijate jaoks oli v\u00e4ljakutseks metalli lisamine, et valmistada poorne elektrit juhtiv struktuur.<\/p>\n
<\/div>\n
Umbes 10 aastat tagasi proovis Wiesneri uurimust\u00f6\u00f6 meeskond koost\u00f6\u00f6s Cornelli K\u00fctuseelemendi Instituudiga rakendada sool-geel protsessis katal\u00fcsaatoreid, mis t\u00f5mbavad k\u00fctuse molekulidest prootoneid, et toota elektrit. Teadlased vajasid aineid, mis l\u00e4biksid k\u00f5rgvoolu, kuid rohkem kui v\u00e4ikese koguse metalli lisamine h\u00e4iris Scott Warreni s\u00f5nul sool-geel protsessi.<\/p>\n
<\/div>\n
\"\"<\/a>

Uues protsessis on v\u00f5imalik kasutada peaaegu iga metalli perioodilisustabelist (n\u00e4idatud punase ja sinisega). Sinisena m\u00e4rgituid on v\u00f5imalik osta sobival kujul otse keemiliste tarvete tarnijate riiulitelt. Pilt: Wiesner Lab<\/p><\/div>\n

<\/div>\n<\/div>\n
Warren, kes oli toona doktorant, tuli ideele kasutada aminohapet metalli aatomite \u00fchendamiseks kvartsi molekulidega, sest ta taipas, et amonohappe molekuli \u00fchel otsal on vastastikune t\u00f5mme kvartsiga ja teisel otsal metallidega. \u201eKui oleks leidnud viis \u00fchendamaks metalli kvartsi sool-geel eelk\u00e4ijaga, saaksime ennetada faasi eraldumist, mis h\u00e4iris ise-kogunemise protsessi,\u201c v\u00e4itis ta.<\/p>\n
<\/div>\n
Kohene tulemus on metalli, kvartsi ja s\u00fcsiniku nanostruktuur, milles on palju rohkem metalli kui eelnevalt v\u00f5imalik oli. See t\u00f5stab suuresti struktuuri elektrijuhtivust. Kvartsi ja s\u00fcsinikku on v\u00f5imalik eemaldada, j\u00e4ttes j\u00e4rele poorse metalli. Kvarts-metall struktuur aga hoiaks Warreni s\u00f5nul oma kuju m\u00f5nedes k\u00fctuseelementides esinevatel k\u00f5rgetel temperatuuridel. Vaid kvartsi eemaldamine, et saada s\u00fcsinik-metalli struktuuri, pakuks aga teisi v\u00f5imalusi, sealhulgas suuremaid poore.<\/p>\n
<\/div>\n

Uurijad esitasid aruande laia ulatusega eksperimentidest, n\u00e4idates, et nende protsessi on v\u00f5imalik kasutada, valmistamaks \u201eraamatukogu ainetest koos suure kontrolliga koostise ja struktuuri \u00fcle\u201c. Teadlased ehitasid struktuure pea igast perioodilisustabelis olevast metallist. Lisanduva keemia abil on nad ka v\u00f5imelised \u201eh\u00e4\u00e4lestama\u201c pooride m\u00f5\u00f5tmeid ulatuses 10 kuni 500 nanomeetrit. Nad valmistasid ka metalliga t\u00e4idetud kvartsist nanoosakesi, mis on piisavalt v\u00e4ikesed, et inimese poolt sisse s\u00f6\u00f6miseks ja eritamiseks, mis viitab v\u00f5imalikele biomeditsiinilistele rakendustele. Wiesneri teadlaste meeskond on tuntud ka \u201eCornelli punktide\u201c loomise t\u00f5ttu, mis suruvad kvartsi nanoosakestesse kokku v\u00e4rvaineid. Seega on sool-geeli protsessi v\u00f5imalikuks tulevaseks rakenduseks on ehitada Graetzeli p\u00e4ikesepataresid, mis sisaldavad valgustundlikke v\u00e4rvaineid. Rekordilise elektrijuhtivuse m\u00f5\u00f5tmine viidi l\u00e4bi artikli kaasautori Michael Graetzel<\/strong>i laboratooriumis.<\/p>\n

<\/div>\n
Allikas<\/a><\/p>\n
<\/div>\n

Teadusartikkel: \u201eA silica sol-gel design strategy for nanostructured metallic materials<\/a>\u201c<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

K\u00fctuseelementide ja akudes olevate elektroodide jaoks tahaksid insenerid toota poorseid metallkilesid, et v\u00f5imaldada pinnaalal keemiliste reaktsioonide toimumist. Samuti v\u00f5iksid metallkiled olla \u00fclih\u00e4sti elektrit juhtivad selleks, et elektrit laiali kanda, kuid see on osutunud pettumust valmistavaks v\u00e4ljakutseks. Cornelli keemikud arendasid n\u00fc\u00fcd v\u00e4lja meetodi, kuidas valmistada kuni 1000 korda eelnevate meetoditega tehtutest parema elektrijuhtivusega poorseid metallkilesid. Lisaks […]<\/p>\n","protected":false},"author":448,"featured_media":26726,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[147],"class_list":{"0":"post-26725","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-nanotehnoloogia","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26725","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/448"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=26725"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26725\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/26726"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=26725"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=26725"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=26725"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}