(Phys.org)—Forskare från North Carolina State University har skapat blomliknande strukturer av germaniumsulfid (GeS) – ett halvledarmaterial – som har extremt tunna kronblad med en enorm yta. GeS-blomman lovar nästa generations energilagringsenheter och solceller.

"Att skapa dessa GeS nanoblommor är spännande eftersom det ger oss en enorm yta på en liten mängd utrymme, " säger Dr Linyou Cao, en biträdande professor i materialvetenskap och teknik vid NC State och medförfattare till en artikel om forskningen. "Detta kan avsevärt öka kapaciteten hos litiumjonbatterier, till exempel, eftersom den tunnare strukturen med större yta kan hålla fler litiumjoner. Av samma skäl, denna GeS blomstruktur kan leda till ökad kapacitet för superkondensatorer, som också används för energilagring."

För att skapa blomstrukturerna, forskare värmer först GeS-pulver i en ugn tills det börjar förångas. Ångan blåses sedan in i ett svalare område av ugnen, där GeS lägger sig ur luften till ett skiktat ark som bara är 20 till 30 nanometer tjockt, och upp till 100 mikrometer lång. När ytterligare lager läggs till, lakanen grenar ut från varandra, skapa ett blommönster som liknar en ringblomma eller nejlika.

"För att få den här strukturen, det är mycket viktigt att kontrollera flödet av GeS-ångan, "Cao säger, "så att den hinner sprida sig i lager, snarare än att samlas i klumpar."

GeS liknar material som grafit, som lägger sig i snygga lager eller ark. Dock, GeS skiljer sig mycket från grafit genom att dess atomstruktur gör den mycket bra på att absorbera solenergi och omvandla den till användbar kraft. Detta gör den attraktiv att använda i solceller, särskilt eftersom GeS är relativt billigt och giftfritt. Många av de material som idag används i solceller är både dyra och extremt giftiga.