In 1952, Alan Turing, de vader van informatica en kunstmatige intelligentie, stelde voor dat bepaalde repetitieve natuurlijke patronen kunnen worden geproduceerd door de interactie van twee specifieke stoffen via het reactie-diffusieproces. In dit systeem, een activator bevordert de reactie en een remmer remt de reactie. Als de twee elkaar ontmoeten, de reactie diffundeert. Wanneer het verschil in diffusiecoëfficiënt tussen de twee een bepaald niveau bereikt, de hoge diffusieverhouding tussen hen zal systeemonbalans veroorzaken en de vorming van periodieke complexe patronen veroorzaken.

'Turing-structuren' komen veel voor in de natuur, zoals de lichaamspatronen van zebra's, de phyllotaxis van zonnebloemen, de follikelafstand van muisharen en andere. Echter, het is moeilijk om een ​​Turing-structuur te construeren in een door de mens gemaakt chemisch systeem, omdat het verschil in diffusiecoëfficiënten van stoffen klein is.

Onlangs, de onderzoeksgroep van Prof. Gao Minrui van de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China creëerde voor het eerst de Turing-structuur op anorganische overgangsmetaalchalcogeniden met het reactie-diffusieproces. Resultaten zijn gepubliceerd in Internationale editie van Angewandte Chemie en geselecteerd als Hot Paper en Back Cover.

In de binaire oplossing van diethyleentriamine (DETA) en water, Ag ⁺ zal reageren met DETA om Ag (DETA) te vormen ⁺ . Tegelijkertijd, Co ²⁺ overstroomt van het oppervlak van een kobaltdiselenide (CoSe ₂ ) nanoband. Ag (DETA) ⁺ is de remmer en Co ²⁺ is de activator in dit systeem. Wanneer het snel verspreide Ag (DETA) ⁺ bereikt de Nernst-laag op de CoSe ₂ oppervlakte, het interageert met de activator Co ²⁺ verspreid op de CoSe ₂ oppervlakte, en vormt uiteindelijk een complexe en mooie Ag ₂ Se Turing-patroon op de CoSe ₂ oppervlakte.

Uit de studie bleek dat dit multi-interface Turing-structuurmateriaal, Ag ₂ Se-CoSe ₂ , was een efficiënte zuurstofevolutiereactie (OER) elektrokatalysator. De OER-activiteit van Ag ₂ Se-CoSe ₂ was lineair gerelateerd aan de interface-lengte van de Turing-structuur. De rijke interfacestructuur en de geoptimaliseerde OER intermediaire adsorptie-energie bij de interfacestructuur hebben samengespannen om zijn hoge activiteit tot stand te brengen.

Deze studie gebruikt de reactie-diffusietheorie om voor het eerst complexe Turing-structuren op anorganische nanogestructureerde materialen te construeren, en biedt nieuwe ideeën voor het ontwerp van goedkope katalysatoren met hogere prestaties. Dit onderzoek maakte gebruik van de reactie-diffusietheorie om voor het eerst een complexe Turing-structuur op anorganische nanogestructureerde materialen te bouwen, en bood een nieuwe weg voor het ontwerpen van goedkopere katalysatoren met hogere prestaties.