Исследователи отметили, что многие металлы и их соединения нужно превратить в тонкие пленки, которые часто используют в технологических продуктах — электронике, дисплеях, топливных элементах или катализаторах. Однако некоторые металлы сложнее превратить в пленки — это платина, иридий, рутений, вольфрам. В первую очередь, это происходит потому, что для их испарения требуется очень высокая температура — обычно больше 2 тыс. градусов Цельсия.
Как правило, ученые синтезируют пленки этих металлов с помощью таких методов, как напыление и электронно-лучевое испарение. Последний метод заключается в расплавлении и испарении металлов при высоких температурах, после чего на пластинах образуется пленка. Однако традиционные методы очень дорогие, потребляют много энергии и могут быть небезопасны из-за высокого напряжения.
Теперь исследователи Университета Миннесоты разработали способ испарения этих металлов при значительно более низких температурах — менее 200 градусов Цельсия. Разработав и добавив к металлам органические лиганды — комбинации атомов углерода, водорода и кислорода — исследователи смогли значительно увеличить давление пара в материалах, что облегчает их испарение при более низких температурах. Их новая методика не только проще, но и позволяет получать материалы более высокого качества, которые легко масштабируются.
Эти металлы используются для производства множества продуктов, от полупроводников для компьютерных приложений до технологии дисплеев. Платина, например, также является отличным катализатором для преобразования и хранения энергии и рассматривается для использования во многих устройствах.
«Снижение стоимости будет играть большую роль как в промышленности, так и в научных исследованиях, — отмечает Уильям Нанн, аспирант химического машиностроения и материаловедения Университета Миннесоты. — Теперь мы надеемся увидеть возобновление интереса к более сложным материалам, которые содержат эти упорные металлы».
Читать далее
Замедление вращения Земли вызвало выброс кислорода на планете