Genom att skikta tvådimensionella (2-D) material, Forskare som University of Manchester och Cornell University har bekräftat elektrokemiska fenomen baserade på teorier som etablerades på 1950-talet.

Marcus-Hush-teorin om elektronöverföring är en av grundpelarna i modern kemi. Dock, några av förutsägelserna, såsom det elektrokemiska beteendet vid mycket små "ultramikroelektroder" förblev overifierade, tills nu.

Publicerad i ACS Nano , ett team av forskare baserade på Institutionen för kemi och National Graphene Institute, har kunnat tillverka en anordning med en diameter så liten som 5 mikrometer.

Med hjälp av hexagonal bornitrid (hBN), ibland känd som vit grafen, studien visar att, elektroner skulle kunna passera genom hBN och fungera som en barriär mellan en grafitelektrod och lämpliga molekyler ("redox-par") i en flytande lösning.

Ultramikroelektroder är elektroder med karakteristiska dimensioner på mikrometer- eller submikrometerskalan. På grund av deras egenskaper, de har flyttat gränserna för elektrokemi till små längdskalor.

I detta fall, kombinationen av ultramikroelektroderna och tunnling genom atomärt platt hBN skapade perfekta förutsättningar för att avslöja märkliga avvikelser i de uppmätta elektrokemiska egenskaperna. Dessa avvikelser visade sig vara en direkt manifestation av Marcus-Hush-teorin om elektronöverföring, i en fantastisk överensstämmelse med oprövade teoretiska förutsägelser.

Dr Matej Velicky sa:"Ögonblicket då vi insåg att våra experimentella resultat stämmer perfekt överens med en overifierad teoretisk förutsägelse var spännande, och påminde oss om kraften och skönheten i den vetenskapliga metoden"

Professor Robert Dryfe sa:"Nyckeln till detta experiment ligger i förmågan att bygga upp "designer" material, genom att lägga 2D-material ovanpå andra material på ett mycket kontrollerat sätt. Ett sådant unikt experiment skapades bara på grund av faciliteterna och expertisen hos National Graphene Institute."

Dessutom, denna forskning ger en ny experimentell plattform, som skulle kunna användas för att ta itu med ett antal vetenskapliga problem såsom identifiering av reaktionsmekanismer, ytmodifiering, eller långdistanselektronöverföring, som är mycket viktiga processer i kemisk katalys, avkänning, och biologi.