亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Ion exchange in atomically thin clays and micas

离子 材料科学 薄膜 扩散 离子交换 透射电子显微镜 化学物理 超晶格 纳米技术 Crystal(编程语言) 扫描透射电子显微镜 纳米尺度 单晶 分析化学(期刊) 原子单位 结晶学 扫描电子显微镜 制作 航程(航空) 工作(物理) 凝聚态物理 光电子学
作者
Yi-Chao Zou,Lucas Mogg,Nick Clark,Cihan Bacaksiz,Slavisa Milovanovic,Vishnu Sreepal,Guang-Ping Hao,Yi-Chi Wang,David G. Hopkinson,Roman Gorbachev,Samuel Shaw,Kostya S. Novoselov,Rahul Raveendran-Nair,Francois M. Peeters,Marcelo Lozada-Hidalgo,Sarah J. Haigh
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:20 (12): 1677-1682 被引量:81
标识
DOI:10.1038/s41563-021-01072-6
摘要

Clays and micas are receiving attention as materials that, in their atomically thin form, could allow for novel proton conductive, ion selective, osmotic power generation, or solvent filtration membranes. The interest arises from the possibility of controlling their properties by exchanging ions in the crystal lattice. However, the ion exchange process itself remains largely unexplored in atomically thin materials. Here we use atomic-resolution scanning transmission electron microscopy to study the dynamics of the process and reveal the binding sites of individual ions in atomically thin and artificially restacked clays and micas. Imaging ion exchange after different exposure time and for different crystal thicknesses, we find that the ion diffusion constant, D, for the interlayer space of atomically thin samples is up to 10^4 times larger than in bulk crystals and approaches its value in free water. Surprisingly, samples where no bulk exchange is expected display fast exchange if the mica layers are twisted and restacked; but in this case, the exchanged ions arrange in islands controlled by the moire superlattice dimensions. We attribute the fast ion diffusion to enhanced interlayer expandability resulting from weaker interlayer binding forces in both atomically thin and restacked materials. Finally, we demonstrate images of individual surface cations for these materials, which had remained elusive in previous studies. This work provides atomic scale insights into ion diffusion in highly confined spaces and suggests strategies to design novel exfoliated clays membranes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
seven完成签到,获得积分10
刚刚
luluxiu完成签到 ,获得积分10
8秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
LYL发布了新的文献求助10
1分钟前
2分钟前
2分钟前
les3发布了新的文献求助10
2分钟前
lyx发布了新的文献求助10
2分钟前
领导范儿应助zhiji采纳,获得10
2分钟前
彭于晏应助les3采纳,获得10
2分钟前
Cupid完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
zhiji发布了新的文献求助10
2分钟前
整齐的飞兰完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
flyinthesky完成签到,获得积分10
3分钟前
Brain完成签到 ,获得积分10
3分钟前
HC完成签到,获得积分10
3分钟前
张晓祁完成签到,获得积分10
3分钟前
yueying完成签到,获得积分10
4分钟前
科研落发布了新的文献求助10
4分钟前
隐形曼青应助科研落采纳,获得10
4分钟前
lyx完成签到,获得积分10
4分钟前
曾诗婷完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
5分钟前
仁爱青雪发布了新的文献求助10
5分钟前
shuxiansheng发布了新的文献求助10
5分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
小辣椒完成签到,获得积分10
5分钟前
zhaodan完成签到,获得积分10
5分钟前
可爱的函函应助仁爱青雪采纳,获得10
5分钟前
FashionBoy应助shuxiansheng采纳,获得10
5分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Emmy Noether's Wonderful Theorem 1200
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
基于非线性光纤环形镜的全保偏锁模激光器研究-上海科技大学 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6410589
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8229880
关于积分的说明 17463131
捐赠科研通 5463570
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2886912
邀请新用户注册赠送积分活动 1863248
关于科研通互助平台的介绍 1702450