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
40秒前
彭于晏应助qwe采纳,获得10
1分钟前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
uss完成签到,获得积分10
1分钟前
llll发布了新的文献求助30
1分钟前
医研完成签到 ,获得积分10
2分钟前
打打应助团子采纳,获得10
2分钟前
开心迎海应助llll采纳,获得10
2分钟前
TimC关注了科研通微信公众号
3分钟前
Jamal发布了新的文献求助20
3分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
桐桐应助TimC采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
gou发布了新的文献求助30
4分钟前
gou完成签到,获得积分20
4分钟前
TimC完成签到,获得积分10
4分钟前
小龙完成签到,获得积分10
5分钟前
脑洞疼应助冷艳的晓凡采纳,获得10
5分钟前
龙龙冲发布了新的文献求助20
5分钟前
5分钟前
大模型应助龙龙冲采纳,获得10
5分钟前
万能图书馆应助movoandy采纳,获得20
5分钟前
所所应助6666采纳,获得10
5分钟前
6分钟前
OlivePlum发布了新的文献求助10
6分钟前
OlivePlum完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
TimC发布了新的文献求助10
6分钟前
6分钟前
小马甲应助dongdong采纳,获得10
6分钟前
6666发布了新的文献求助10
6分钟前
蝉鸣完成签到,获得积分10
7分钟前
JamesPei应助11采纳,获得10
7分钟前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
7分钟前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
7分钟前
7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
Lewis’s Child and Adolescent Psychiatry: A Comprehensive Textbook Sixth Edition 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Continuing Syntax 1000
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Work • Third edition • 2025 800
Influence of graphite content on the tribological behavior of copper matrix composites 658
Interaction between asthma and overweight/obesity on cancer results from the National Health and Nutrition Examination Survey 2005‐2018 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6210906
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8037145
关于积分的说明 16743943
捐赠科研通 5300292
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2824047
邀请新用户注册赠送积分活动 1802621
关于科研通互助平台的介绍 1663749