(Phys.org) -- Materiaalwetenschappers van Cornell hebben een goedkope, milieuvriendelijke manier om oxidekristallen te synthetiseren, slechts nanometer dik, die nuttige eigenschappen hebben voor elektronica en alternatieve energietoepassingen.

Het werk, onder leiding van Richard Robinson, assistent-professor materiaalkunde en techniek, staat op de cover van de 7 april Tijdschrift voor materiaalchemie (Vol. 22, nr. 13).

De millimeterlengte, 20 nanometer dikke natrium-kobaltoxidekristallen werden verkregen via een nieuwe methode die een traditionele sol-gelsynthese combineerde met een door een elektrisch veld geïnduceerde kinetische ontmengingsstap. Het was deze tweede stap die leidde tot de doorbraak van een bottom-up synthesemethode waarmee tienduizenden nanosheets zichzelf assembleren tot een pellet.

Het materiaal heeft fascinerende eigenschappen, Robinson zei, inclusief hoog thermo-elektrisch vermogen, hoge elektrische geleidbaarheid, supergeleiding en potentieel als kathodemateriaal in natriumionbatterijen.

Meestal oxide materialen, als een keramische koffiemok, zijn niet elektrisch geleidend; ze isoleren, zei Robinson. Aangezien het materiaal een geleidend oxide is, het kan worden gebruikt in thermo-elektrische apparaten om afvalwarmte om te zetten in stroom. Nu de onderzoekers nanosheets hebben gemaakt, ze verwachten dat de thermo-elektrische efficiëntie van het materiaal zal verbeteren, waardoor de creatie van efficiëntere alternatieve energie thermo-elektrische apparaten mogelijk wordt.

De nanosheets tonen ook het vermogen om te buigen, soms tot 180 graden, Robinson toegevoegd. Dit is ongebruikelijk voor keramiek, die normaal bros zijn.

Het materiaal is gebaseerd op gemeenschappelijke, overvloedige elementen (natrium, kobalt en zuurstof), zonder giftige elementen, zoals telluur, die normaal worden gebruikt in thermo-elektrische apparaten.

De co-auteurs van de paper zijn afgestudeerde studenten Mahmut Aksit en David Toledo. Het werk werd ondersteund door de National Science Foundation en het Amerikaanse ministerie van Energie, via het Energy Materials Center in Cornell (EMC2).