Физика

Новый метод позволил лучше изучить взаимодействие жидкости с твердым телом

Peter Allen/Harvard SEAS

Ученые из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли разработали платформу для исследования взаимодействий между поверхностью твердого тела и жидкостью на наноуровне. Статья ученых опубликована в журнале Nano Letters.

Взаимодействие жидкости с твердым телом — сложный процесс, различающийся для разных типов поверхности. Механизм этого взаимодействия имеет важное значение в батареях и топливных элементах, химическом производстве, коррозионных явлениях и многих биологических процессах.

В новой работе сотрудники Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли изучили in situ взаимодействие графена с несколькими жидкостями, включая воду и электролиты, которые обычно используются в батареях. Графен — это монослой графита, который благодаря своей структуре обладает уникальными свойствами, в том числе невероятной механической прочностью и высокой электропроводностью. В частности, ученые прогнозируют большие перспективы применения графена для создания аккумуляторных батарей и источников тока.

Исследователи использовали луч инфракрасного света, который сфокусировали на кончике зонда атомно-силового микроскопа, сканирующего поперечный срез графена в контакте с жидкостями. Инфракрасный луч позволил исследовать химию взаимодействия поверхности графена с жидкостями, не разрушая систему.

Измеряя интенсивность инфракрасного излучения, рассеянного с наконечника зонда, исследователи собрали подробную информацию о химических соединениях и концентрации заряженных частиц вдоль границы раздела твердое тело — жидкость. Новый метод, согласно ученым, поможет исследовать структуру заряженных слоев вблизи границы раздела двух фаз на наноразмерном уровне. Это поможет лучше понять физику и химию таких процессов и, используя новые знания, создать материалы с необходимыми свойствами.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.