Een team van onderzoekers, onder leiding van professor Soo-Hyun Kim van de Graduate School of Semiconductors Materials and Devices Engineering en de Department of Materials Science and Engineering van UNIST, heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het nauwkeurig controleren van edelmetalen (Ru, Ir, Pt, Pd) incorporatie door atomaire laagdepositie (ALD).

In deze studie, gepubliceerd in Advanced Science heeft het team met succes de unieke en onontdekte tweedimensionale (2D) nanomaterialen V-MXene voor de allereerste keer ontwikkeld in combinatie met het edele metaal ruthenium (Ru) via het ALD-proces. Deze doorbraak houdt een enorme belofte in voor verschillende toepassingen, zowel contact- als non-contact-modus van realtime temperatuurmeting op het mens-machine-interface.

De integratie van het door Ru ontworpen V-MXene via ALD heeft een opmerkelijke verbetering van 300% aangetoond in de detectieprestaties en duurzaamheid van het apparaat, waarmee de mogelijkheden van het ongerepte V-MXene worden overtroffen. Deze vooruitgang maakt niet alleen de weg vrij voor de ontwikkeling van multifunctionele, geavanceerde apparaten voor de persoonlijke gezondheidszorg, maar houdt ook grote beloften in voor de vooruitgang van technologieën voor de conversie en opslag van schone energie.

Bovendien maakt het gebruik van de industrieel schaalbare ALD-techniek die in dit onderzoek wordt gebruikt een nauwkeurige engineering van MXene-oppervlakken met edele metalen mogelijk, waardoor nieuwe mogelijkheden worden geopend voor toekomstige toepassingen.

"We zijn blij met het potentieel van deze doorbraak", aldus professor Kim. “De op precisie gebaseerde integratie van edele metalen opent een hele nieuwe wereld van mogelijkheden in de ontwikkeling van veelzijdige, veilige apparaten voor de persoonlijke gezondheidszorg van de volgende generatie, evenals systemen voor de conversie en opslag van schone energie, met het potentieel om een ​​substantiële impact te hebben mensenlevens."

Dr. Debananda Mohapatra, universitair hoofddocent aan de Graduate School of Semiconductors Materials and Devices Engineering van UNIST, benadrukte het gemak en de veelzijdigheid van het engineeren van MXene-oppervlakken met edelmetalen, met behulp van industrieel favoriete ALD-technieken. Hij benadrukte ook het potentieel voor realtime toepassingen in draagbare gezondheidszorgapparatuur en schone energievelden. Hij zei:"Dit succesvolle werk markeert het begin van een bloeiend onderzoeksveld dat zich richt op het bevorderen van 2D-nanomaterialentechniek en toepassingen die mogelijk worden gemaakt door ALD."

Het onderzoeksteam benadrukte verder het enorme potentieel voor het verkennen van de minder onderzochte niet-Ti-MXenen, zoals Mo, V en Nb-gebaseerde MXenen, voor oppervlakte-interne structuurtechniek met behulp van selectieve edelmetalen (Ru, Ir, Pt, Pd) ALD-processen.

Door afzonderlijke atomen of atomaire clusters van edelmetalen (Ru, Ir, Pt en Pd) op te nemen, kunnen de resulterende oppervlakteactiviteit en de gevoeligheid/energieprestaties per atoom aanzienlijk worden verbeterd. Deze aanpak minimaliseert het gebruik van deze schaarse en dure edelmetalen.

Meer informatie: Debananda Mohapatra et al., Procesgestuurd ruthenium op 2D-engineered V-MXene via atomaire laagdepositie voor monitoring van de menselijke gezondheidszorg, Geavanceerde wetenschap (2023). DOI:10.1002/advs.202206355

Journaalinformatie: Geavanceerde wetenschap

Aangeboden door Ulsan Nationaal Instituut voor Wetenschap en Technologie