Daha davamlı texnologiyaların axtarışında tədqiqatçılar bərpa olunan enerjidə iki ölçülü materialları işə salmağa çalışırlar ki, bu da gübrələrdə istifadə edilən ammonyak kimi kimyəvi maddələrin davamlı istehsalına səbəb ola bilər.

Aşağı ölçülü materialların bu növbəti nəsli MXenes adlanır, qidalar üçün havanın ammonyaka çevrilməsini və yüksək səmərəli enerji gübrələri üçün daşınmasını katalizləyir.

MXenes yüksək çevik kimyəvi tərkiblərə imkan verən, onların xassələri üzərində əhəmiyyətli nəzarət təklif edən geniş imkanlara malikdir.

Bu tədqiqat Amerika Kimya Cəmiyyətinin Jurnalında kimya mühəndisliyi professorları Dr. Abdoulaye Djire, Perla Balbuena və Ph.D. namizəd Ray Yoo.

Djire və komandası keçid metal əsaslı materialların performansının yalnız istifadə olunan metalın növünə aid edilə biləcəyi ilə bağlı ənənəvi fərziyyəyə qarşı çıxır.

“Biz materialların elektrokatalitik şəraitdə katalizator kimi necə işlədiyinə dair anlayışımızı genişləndirməyi hədəfləyirik” dedi Djire. “Nəticədə, bu bilik Yer kürəsində bol olan resurslardan kimyəvi maddələr və yanacaq istehsal etmək üçün lazım olan əsas komponentləri müəyyən etməyə kömək edə bilər.”

MXene strukturundan asılı olaraq, qəfəs azot reaktivliyindən istifadə edərək, karbon atomundan azot atomuna keçməklə MXenlərin vibrasiya xüsusiyyətlərini tənzimləyə bilərsiniz . Titrəmə xassələri molekulların tərkibindəki enerjiyə görə titrəmə üsuluna aiddir.

Yoo bildirib ki, MXenes-in xassələrinin uyğunlaşdırılması onları bərpa olunan enerjidə xüsusi tətbiqlər üçün uyğunlaşdırmağa imkan verir ki , bu da onları qənaətcil elektrokatalizator materialları üçün perspektivli alternativ namizədlər edir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1752043809&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-mxenes-sustainable-ammonia-production.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzOC4wLjcyMDQuOTciXV0sMF0.&dt=1752043805526&bpp=1&bdt=45&idt=14&shv=r20250702&mjsv=m202507020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1752043640%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1752043640%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1752043641%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C336x280&nras=1&correlator=5936213055083&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2084&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31093040%2C95332925%2C95353387%2C95362656%2C95364947%2C95365226%2C95365235%2C95365698%2C31093334%2C95344790%2C95359265%2C95365120%2C95365798&oid=2&psts=AOrYGsnK0A6dB8QIjeV5rwEHYOsWrgf7WUBgshB1HSNwp7Z2fXwleLaoW-VzT_QE1b3FtpRMxQXLdL5wYvUW98A&pvsid=2655856495304587&tmod=1772096815&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=3755

“MXenes keçid metal əsaslı alternativ materiallar kimi ideal namizədlərdir. Çox arzu olunan keyfiyyətlərinə görə onlar perspektivli potensiala malikdirlər” dedi Yoo. “Nitride MXenes elektrokatalizdə mühüm rol oynayır, bu, geniş şəkildə öyrənilmiş karbid analoqları ilə müqayisədə performanslarının yaxşılaşdırılması ilə göstərilir.”

İş , Ph.D. Doktor Balbuena qrupunda tələbə Hao-En Lai. Qrup MXenes ilə təmasda olan enerji ilə əlaqəli həlledicilərin yaratdığı səth vibrasiya rejimlərindəki dəyişiklikləri qiymətləndirdi. Bu əlavə tapıntılarla müəlliflər molekulların qarşılıqlı təsirlərini, xüsusən ammonyak sintezi kontekstində kəmiyyətcə qiymətləndirdilər.

Bu tədqiqat boyunca Djire, Yoo və komanda kimyəvi quruluş haqqında ətraflı məlumat verən dağıdıcı olmayan kimyəvi analiz texnikası olan Raman spektroskopiyasından istifadə edərək titan nitridin vibrasiya xüsusiyyətlərini araşdırdılar.

“Mən hiss edirəm ki, bu tədqiqatın ən vacib hissələrindən biri Raman spektroskopiyasının şəbəkənin azot reaktivliyini aşkar etmək qabiliyyətidir” dedi Yoo. “Bu, MXenes-in iştirak etdiyi elektrokatalitik sistem haqqında anlayışı yenidən formalaşdırır.

Yoo dedi ki, nitrid MXenes və qütb həllediciləri ilə Raman spektroskopik xarakteristikası ilə bağlı tədqiqatlar böyük irəliləyişlərə səbəb ola bilər.

“Biz nümayiş etdiririk ki, elektrokimyəvi ammonyak sintezi qəfəs azotunun protonasiyası və doldurulması yolu ilə əldə edilə bilər” dedi Djire. “Bu layihənin son məqsədi materialın quruluşunu təşkil edən atomların oynadığı rolu atomistik səviyyədə başa düşməkdir.”

Ətraflı məlumat: Ray MS Yoo və digərləri, Qütb və Qütbsüz Solventlərdə Sublattice N Reaktivliyi tərəfindən aşkar edilən MXenlərin Vibrasiya Xüsusiyyətinin Tənzimlənməsi, Amerika Kimya Cəmiyyətinin jurnalı (2025). DOI: 10.1021/jacs.4c13878

Jurnal məlumatı: Amerika Kimya Cəmiyyətinin jurnalı 

Texas A&M Universiteti Mühəndislik Kolleci tərəfindən təmin edilmişdir