Dankzij hun onverslaanbare elektro-optische eigenschappen en compatibiliteit met bestaande siliciumtechnologie, silicium nanosheets (SiNSs) zijn een van de meest opwindende recente ontdekkingen. Ze zijn de meest veelbelovende kandidaat voor gebruik in verschillende toepassingen, zoals bij de productie van halfgeleiders en de productie van waterstof.

Een gezamenlijk onderzoeksteam, onder leiding van Prof. Jae Sung Lee en Prof. Soojin Park of Energy and Chemical Engineering bij UNIST, Zuid-Korea heeft een kosteneffectieve en schaalbare techniek ontwikkeld voor het synthetiseren van SiNS's, met behulp van natuurlijke klei en zout. Door dit onderzoek, UNIST heeft een grote stap gezet in de richting van massaproductie van dit baanbrekende materiaal tegen relatief lage kosten.

In hun studie hebben gepubliceerd in de huidige editie van NPG Azië-materialen , het onderzoeksteam rapporteerde een alles-in-één-strategie voor de synthese van zeer zuivere SiNS's door het gesmolten zout op hoge temperatuur (bijvoorbeeld NaCl)-geïnduceerde exfoliatie en gelijktijdige chemische reductie van natuurlijke klei.

Volgens de ploeg deze nieuw gesynthetiseerde Si-nanobladen zijn belangrijke componenten bij de productie van steeds kleinere elektronische apparaten vanwege hun ultradunne (dikte van ~ 5 nm) behuizing. Prof. Park stelt, "Naarmate de elektrische en elektronische apparaten kleiner en kleiner worden, er is een grote vraag naar het vervaardigen van hun individuele componenten op nanoschaal." Hij vervolgt, "Onze nieuwe techniek maakt gebruik van goedkope natuurlijke klei en zout voor het maken van hoogwaardige nanosheets, waardoor de productiekosten aanzienlijk worden verlaagd."

"Door de gelijktijdige door gesmolten zout geïnduceerde afschilfering en chemische reductie van natuurlijke klei, zowel het zout als de klei beginnen te smelten bij een reactietemperatuur, variërend van 550 °C tot 700 °C. Het gesmolten zout is dan, opgelost in de kleilagen en uiteengevallen in individuele nanosheets, " zei meneer Jaegeon Ryu, een doctoraal onderzoeker in het laboratorium van prof. Soojin Park en de eerste auteur van de studie. Hij gaat door, "Met behulp van de metaalthermische reductie, metaaloxiden in klei kunnen worden uitgewisseld met silicium."

Het team meldt dat deze nanosheets een groot oppervlak hebben en mesoporeuze structuren bevatten die zijn afgeleid van de zuurstofvacatures in de klei. Ze voegen toe, "Deze voordelen maken de nanosheets tot een zeer geschikte fotokatalysator met een uitzonderlijk hoge activiteit voor het genereren van waterstof uit een water-methanolmengsel."