(Notícias Nanowerk) Síntese rápida de liga de alta entropia nanopartículas (HEA NPs) oferece uma nova oportunidade para desenvolver materiais funcionais em diversas aplicações. Embora alguns métodos tenham produzido NPs HEA com sucesso, esses métodos geralmente requerem condições rigorosas, como alta pressão, alta temperatura, atmosfera restrita e substratos limitados, que impedem a viabilidade prática.
Em um novo artigo publicado em Luz: Ciência e Aplicações (“Síntese a laser em fase sólida de nanopartículas de liga de alta entropia encapsuladas em casca de grafeno”), uma equipe de cientistas, liderada pelo professor Zhu Liu do Centro de Pesquisa para Fabricação Extrema de Laser, Instituto de Tecnologia e Engenharia de Materiais de Ningbo, Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu uma técnica de síntese de fase sólida a laser para produzir CrMnFeCoNi encapsulado em casca de grafeno. nanopartículas em suporte de carbono poroso 3D.
Diferente da ablação a laser em líquido, a técnica de síntese a laser em fase sólida é uma abordagem bottom-up, baseada na irradiação a laser de precursores metálicos mistos em fase sólida adsorvidos em uma estrutura porosa 3D de materials induzido por laser. grafeno para produzir nanopartículas HEA.
1) as nanopartículas CrMnFeCoNi HEA são envolvidas por várias camadas de grafeno, formando nanopartículas encapsuladas em casca de grafeno;
2) a síntese pode ser alcançada através de adsorção de precursores metálicos mistos, decomposição térmica e redução through elétrons de emissão termiônica induzida por laser, e a síntese leva apenas menos de 1 ms;
3) esta técnica também apresenta alta versatilidade, evidenciada pelo sucesso da síntese de diversos materiais incluindo nanopartículas de óxido, sulfeto e fosfeto de CrMnFeCoNi; e
4) os NPs CrMnFeCoNi encapsulados em casca de grafeno sintetizados a laser no suporte de carbono exibem excelente atividade eletrocatalítica para a reação de evolução de oxigênio com um sobrepotencial de 293 mV na densidade de corrente de 10 mA/cm2 e estabilidade excepcional durante 428 horas em meio alcalino, superando o RuO comercial2 catalisador e os catalisadores relevantes relatados usando outros métodos.
A produtividade do catalisador é de cerca de 30 g/h com uma potência de laser de 35 W, que pode ser ampliada.
“Nossa estratégia fornece simplicidade, generalidade e ajuste para sintetizar nanopartículas de HEA livres de separação de fases que consistem em elementos imiscíveis”, observam os autores. “As nanopartículas de HEA encapsuladas em casca de grafeno carregadas no suporte de carbono podem ser usadas diretamente como 3D sem aglutinante eletrodos integrados, incorporando a escalabilidade desta técnica de síntese. Este método é economicamente viável e tecnicamente viável para sintetizar nanopartículas ajustáveis em composição”.
“Além disso, esta técnica pode ser aplicada como uma ferramenta rápida para triagem de alto rendimento e descoberta de materiais HEA baseada em dados, no desenvolvimento de catálise e outras aplicações”, acrescentou a equipe.