पहली बार, शोधकर्ताओं ने परमाणु पैमाने पर mxenes ऑक्सीकरण के कैनेटीक्स को कम कर दिया है
August 08, 2023
स्रोत शीर्षक: एमएक्सएनईएस ऑक्सीकरण कैनेटीक्स के परमाणु पैमाने से पहली बार शोधकर्ताओं के लिए शोधकर्ता
हाल ही में, एसोसिएट प्रोफेसर मेंग जिंग की टीम, नई बैटरी भौतिकी की प्रमुख प्रयोगशाला और शिक्षा मंत्रालय, कॉलेज ऑफ फिजिक्स, जिलिन विश्वविद्यालय की प्रौद्योगिकी, ने दो-आयामी संक्रमण धातु कार्बाइड्स के ऑक्सीकरण व्यवहार की सैद्धांतिक गणना में महत्वपूर्ण प्रगति की है। /नाइट्राइड्स/कार्बन नाइट्राइड्स (MXENES), और प्रासंगिक परिणाम 14 जून, 2023 को जर्मन एप्लाइड केमिस्ट्री में ऑनलाइन प्रकाशित किए गए थे।
इसकी उच्च चालकता और समृद्ध सतह कार्यात्मक समूहों के कारण, MXENES व्यापक रूप से ऊर्जा, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, बायोमेडिसिन और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। हालांकि, MXENES आसानी से गीले वातावरण या जलीय समाधानों में संक्रमण धातु ऑक्साइड में गिरावट करता है, जो विभिन्न क्षेत्रों में इसके आवेदन को सीमित करता है। इसलिए, उच्च रासायनिक स्थिरता के साथ MXENES सामग्री को कैसे संश्लेषित किया जाए, यह एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक समस्या है जिसे तत्काल हल किया जाना है।
अध्ययन में, मेंग की अनुसंधान टीम ने सुपर-बड़े MXENES- पानी प्रणाली के ऑक्सीकरण व्यवहार पर एक गहन सैद्धांतिक गणना अध्ययन किया। पहले-सिद्धांतों की गणना के साथ मशीन लर्निंग को मिलाकर, शोधकर्ताओं ने डीएफटी सटीकता के साथ नैनोसेकंड आणविक गतिशीलता सिमुलेशन प्राप्त की, और पहली बार परमाणु पैमाने से एमएक्सएनईएस ऑक्सीकरण की गतिज प्रक्रिया को कम कर दिया, जो कि एमएक्सएएनईएस ऑक्सीकरण दर के घातीय क्षय की प्रकृति का खुलासा करता है। प्रयोगात्मक रूप से। गीले वातावरण या जलीय घोल में mxenes का ऑक्सीकरण तंत्र स्पष्ट था।
शोधकर्ताओं ने MXENES-WATER सिस्टम के लिए एक तंत्रिका नेटवर्क संभावित फ़ंक्शन विकसित किया, जो परीक्षण सेट पर अच्छा प्रदर्शन करता है, जिसमें ऊर्जा के लिए 2.35Mev/ परमाणु की रूट-मीन-स्क्वायर त्रुटियां और DFT गणना की तुलना में 0.083EV/ A FOR FORM के साथ। संभावित फ़ंक्शन के आधार पर एमडी सिमुलेशन रेडियल वितरण फ़ंक्शन और गतिशील घनत्व संपत्ति परीक्षण में AIMD सिमुलेशन के साथ अत्यधिक सुसंगत है। MXENES- पानी प्रणाली के एमडी सिमुलेशन परिणाम बताते हैं कि पानी की परत जितनी मोटी होती है, पानी के अणुओं की प्रति यूनिट अधिक ऊर्ध्वाधर हाइड्रोजन बांड, अधिक सीमित पानी के अणुओं की गति mxenes आधार सतह तक होती है, जिसके परिणामस्वरूप औसत दूरी में वृद्धि होती है संक्रमण धातु परमाणुओं और पानी में ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच, और पानी की परत की मोटाई में वृद्धि के साथ Mxenes ऑक्सीकरण दर कम हो जाती है। इसी समय, MXENES का ऑक्सीकरण मुक्त प्रोटॉन जारी करेगा, जो पानी के साथ एक विशिष्ट हाइड्रेटेड प्रोटॉन का निर्माण करेगा, इस प्रकार पानी के अणुओं की गति को बाध्य करेगा, जिससे समय की वृद्धि के साथ Mxenes की ऑक्सीकरण दर में कमी आती है। विभिन्न प्रकार के संक्रमण धातु परमाणुओं और पानी में ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच औसत दूरी, साथ ही MXENES आधार सतह पर पानी के अणुओं के भौतिक सोखने की संभावना, Mxenes सतह पर एक ऑक्साइड सुरक्षात्मक परत के अस्तित्व को प्रदर्शित करती है।
ये महत्वपूर्ण निष्कर्ष अत्यधिक स्थिर MXENES सामग्री के संश्लेषण के लिए सैद्धांतिक मार्गदर्शन प्रदान करते हैं।
