Objekt gjorda av grafit-till exempel litiumjonbatterier-är "hydrofoba, "vilket betyder att de" ogillar "vatten. I decennier har denna brist på likhet ställt till stora utmaningar när det gäller att bygga mer hållbara tekniska enheter tillverkade med grafit - fram till nu.

Det verkar som om tidigare grafitprover sannolikt var förorenade av luft, får proverna att se hydrofoba ut, enligt en studie från University of Pittsburgh. Pitt -teamet har visat - för första gången - att dessa material faktiskt dras till vatten eller "hydrofila". Resultaten, publicerad i Naturmaterial , har särskilda konsekvenser för litiumjonbatterier och superkondensatorer, eftersom båda batterityperna är byggda av dessa material.

"Detta arbete kan förändra den grundläggande förståelsen för ytmaterial hos dessa material, "sa Lei Li, medförfattare till tidningen och en biträdande professor vid Pitt's Swanson School of Engineering. "Dessa fynd har konsekvenser för att producera starkare, mer hållbara batterier. Och, förhoppningsvis, Det kommer också att vara viktigt för tillverkning av enheter inom olika nanoteknikområden. "

Det var den tidigare ingenjörsstudenten Rebecca McGinley (ENG '12) som märkte de inkonsekventa resultaten när det gäller ytans "vätbeteende" eller dess reaktion på vatten, driver teamet att ytterligare undersöka de konstiga fenomenen. De fann att när grafit och grafen utsätts för luft, ett tunt lager kolväte (en förening helt och hållet av väte och kol) förorenade snabbt ytan. Med hjälp av infraröd spektroskopi och röntgenfotoelektronspektroskopi, laget kunde "se" detta kolväteskikt, noterar dess hydrofoba natur. Dock, när laget använde värme för att ta bort detta förorenande lager, ytan blev hydrofil.

"Plast och andra typer av material avger kolväte i luften, "sa Haitao Liu, medförfattare till tidningen och en biträdande professor vid Pitts kemiska institution vid Kenneth P. Dietrich School of Arts and Sciences. "Och detta har inte varit en faktor i tidigare provprov. Tidigare har forskarsamhället trodde att grafit inte "gillade" vatten, möjligen för att deras prover alltid var förorenade; kontaminationen sker vanligtvis inom 10 minuter. "

Liu och Li säger att denna vätbarhet kan påverka hur mycket energi som kan lagras i sådana enheter som använder litiumjonbatterier eller superkondensatorer. Teamet kommer nu att genomföra uppföljningsstudier för att förstå ursprunget till deras observationer och studera hur kontroll av denna vätbarhet kan påverka några av tillämpningarna av grafit (t.ex. smörjning och energilagring).