Разделение материалов в атомно-тонких нанолистах может привести к целому ряду новых устройств для восстановления энергии из отходов тепла, а также более эффективным батареям и суперконденсаторам для электромобилей.

Джонатан Коулман из колледжа Тринити в Ирландии, Валерия Николози из Оксфордского университета и их коллеги разработали простую технику для создания хлопьев, толщиной в один или несколько атомов из ряда различных многослойных материалов.

Разделение этих материалов в один слой может повысить их уникальные свойства, создавая «супер» материалы, таких как нанолисты, которые являются термоэлектрическими, то есть они могут генерировать энергию из тепла в выхлопных трубах автомобилей или запитывать энергией дома от дымоходов.

Более того, команда также можете скомбинировала вместе материалы с различными свойствами. Так, например, дисульфид вольфрама преобразует тепло в электричество, но не очень хорошо проводит его, что затрудняет его использование.

Добавление проводника, такого, как углеродные нанотрубки, приводит к гибридному материалу, который может и то и другое, говорит Коулман. «Вы сохраняете термоэлектрические свойства, но проводимость увеличивается».

Для производства хлопьев, команда погружает порошкообразные материалы в растворитель в ультразвуковой ванне, что обычно используются для очистки ювелирных украшений, в которой высокочастотные звуковые волны используются для перемешивания смеси. Благодаря звуковым волнам и растворителю материал разделяется на микроскопические хлопья, которые затем вылавливаются.

Для создания гибридных нанохлопьев, команда просто добавляет второй материал, такой как графен или углеродные нанотрубки. Сейчас команда занимается исследованием сочетания материалов, например, теллурида висмута и селенида висмута с углеродными нанотрубками и графеном, чтобы создать лучшие термоэлектрические материалы, а также электроды для суперконденсаторов, которые не растрескиваются после повторных циклов зарядки и разрядки.

Они также хотят создать супер материалы для литий-ионных автомобильных аккумуляторов на основе дисульфида вольфрама и дисульфида молибдена. Сформированные из них электроды должны иметь возможность хранить большое количество молекул лития, увеличивая емкость хранения энергии батареи.