他們說,自己所發明的納米結構生產方法遠比同類產品要廉價和安全得多。研究結果發表在《拉曼光譜學雜誌》上。
俄羅斯國立研究型大學莫斯科電子技術學院的專家表示,基於鍺(Ge)的納米結構對製造高溫熱電發電機和新型蓄電池來說極有前景。
熱電發電機是替代性能源的方向之一。這類裝置有助於把企業和電站中的管道和鍋爐中多餘的熱能轉化為電能,相較而言,目前所用材料低效且價高。
科學家說,基於鍺的線狀納米材料很久前就已經為人所知,但今天最流行的獲取方法——氣相沈積方法——具有系列不足之處。主要是價格高昂,以及具有氣體-前體的毒性。
在研究這種方法的有機替代方案時,莫斯科電子技術學院的專家們極大地完善了從水溶液中對鍺進行陰極沈澱的方法。
科學家在研究所獲樣本時發現,光學分析標準方法中所採用的探測激光輻射使受輻射的納米結構片段加熱到足以熔化。這樣一來,原來借助於小功率的實驗室激光就可以改變納米材料的結構,並賦予它必要的特性。
“我們不僅展示了結晶的可能性,甚至還展示了通過水溶液沈澱方法形成的鍺納米線層熔化的可能性。由於吸光系數高和導熱性低,納米結構所吸收的熱能幾乎完全留在其中”,——莫斯科電子技術學院前景材料和技術學院副教授阿列克謝·德羅諾夫介紹說。
科學家表示,基於鍺的納米線還可用來改善幾乎每個裝置中都採用的鋰離子蓄電池。莫斯科電子技術學院的專家們認為,用線狀鍺取代現在所採用的石墨電極,在同樣尺寸的情況下,可將蓄電池的容量增加2至3倍。科學家指出,這將有助於使用更安全和廉價的鈉(Na)取代價格昂貴且具有失火危險的鋰,並把電能耗量保持在同樣水平上。
科學家解釋說,這樣薄薄一層的半導體覆蓋物將確保管道控制設備自動運行。它在住宅公用設施、地理學、氣象學中有需求,並將整體提高大量工藝流程的能效。