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勞倫斯-利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，某些硼基儲(chǔ)氫系統(tǒng)中的原子無(wú)序可能會(huì)提高氫氣的吸收率。金屬硼化物表面及其單層變體--被稱為硼化物--通常被認(rèn)為在低到中等溫度下具有原子排列的規(guī)律。
LLNL團(tuán)隊(duì)證明，在許多情況下，這些原子實(shí)際上是動(dòng)態(tài)無(wú)序的：這是一個(gè)令人驚訝的現(xiàn)象，與對(duì)大多數(shù)固態(tài)表面行為的傳統(tǒng)理解相反。表面無(wú)序意味著每個(gè)原子位點(diǎn)具有不同的局部屬性。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的研究，其中一些位點(diǎn)可以使氫分子的解離更容易，這反過(guò)來(lái)有望在儲(chǔ)氫過(guò)程中加速材料的活化。
這些發(fā)現(xiàn)對(duì)其他應(yīng)用也有影響。除了儲(chǔ)氫之外，金屬硼化物和硼酸鹽還可用于超導(dǎo)、電催化、光電子學(xué)以及作為耐熱和耐腐蝕的涂層。在這些應(yīng)用中，硼的表面原子排列的規(guī)格在決定整體性能方面起著巨大的作用。
當(dāng)對(duì)其功能--儲(chǔ)氫、超導(dǎo)性能、電催化反應(yīng)性等與其表面構(gòu)型密切相關(guān)的材料進(jìn)行硅設(shè)計(jì)時(shí)，如果靜態(tài)、有序表面的假設(shè)實(shí)際上不成立，結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)巨大的不同。
"我們?cè)谶@里發(fā)現(xiàn)的是一個(gè)特殊的例子，表明晶體材料的表面實(shí)際上可以是無(wú)定形的和動(dòng)態(tài)的。我們需要嚴(yán)格地重新審視我們?cè)诒砻婵茖W(xué)界的一些基本假設(shè)，"LLNL材料科學(xué)家Li Sichi說(shuō)，他是發(fā)表在《自然通訊》上的一篇論文的主要作者。
"如果表面是結(jié)晶和有序的，每一個(gè)部位基本上都是一樣的。無(wú)序的表面會(huì)產(chǎn)生一系列的表面反應(yīng)性。如果我們能利用這種能力，它可能是一種定制調(diào)整表面功能的新方法，以實(shí)現(xiàn)更快的能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)換，"LLNL材料科學(xué)家和共同作者Brandon Wood說(shuō)，他領(lǐng)導(dǎo)LLNL基于材料的儲(chǔ)氫團(tuán)隊(duì)。
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