(Phys.org) -- Cornells materialforskare har utvecklat en billig, miljövänligt sätt att syntetisera oxidkristallark, bara nanometer tjock, som har användbara egenskaper för elektronik och alternativa energitillämpningar.

Arbetet, ledd av Richard Robinson, biträdande professor i materialvetenskap och teknik, finns med på omslaget till 7 april Journal of Materials Chemistry (Vol. 22, nr 13).

Millimeterlängden, 20 nanometer tjocka natrium-koboltoxidkristaller härleddes genom en ny metod som kombinerade en traditionell sol-gel-syntes med ett elektriskt fält-inducerat kinetiskt avblandningssteg. Det var detta andra steg som ledde till genombrottet för en nedifrån-och-upp-syntesmetod genom vilken tiotusentals nanoark självmonteras till en pellet.

Materialet har fascinerande egenskaper, Robinson sa, inklusive hög termoelektrisk effekt, hög elektrisk ledningsförmåga, supraledning och potential som katodmaterial i natriumjonbatterier.

Vanligtvis oxidmaterial, som en keramisk kaffemugg, är inte elektriskt ledande; de isolerar, sa Robinson. Eftersom materialet är en ledande oxid, den kan användas i termoelektriska enheter för att omvandla spillvärme till kraft. Nu när forskarna har gjort nanoark, de förväntar sig att materialets termoelektriska effektivitet förbättras, möjliggör skapandet av mer effektiva termoelektriska enheter för alternativ energi.

Nanoarken visar också förmågan att böjas, ibland upp till 180 grader, Robinson tillade. Detta är ovanligt för keramik, som normalt är spröda.

Materialet är baserat på vanliga, rikligt med grundämnen (natrium, kobolt och syre), utan giftiga ämnen, såsom tellur, som normalt används i termoelektriska enheter.

Tidningens medförfattare är doktoranderna Mahmut Aksit och David Toledo. Arbetet stöddes av National Science Foundation och US Department of Energy, genom Energy Materials Center i Cornell (EMC2).