カリフォルニア大学バークレー校、ローレンスバークレー国立研究所の研究者による新しい研究によると、金属表面の原子最高のステップは、これらの表面の酸化を大幅に妨げる可能性があります。
Journal Nature Materialsに掲載された調査結果は、より耐久性のある素材の開発やより効率的な触媒の設計など、さまざまな用途に影響を与える可能性があります。
「金属表面の原子最高段階は、酸素拡散の障壁として作用し、酸化プロセスを大幅に遅らせる可能性があることがわかりました」と、カリフォルニア州バークレーの材料科学工学部の博士課程の研究者であるXiaochen Wang博士は述べました。
研究者は、走査型トンネル顕微鏡検査やX線光電子分光法などの実験技術の組み合わせを使用して、原子最高のステップを持つ有無にかかわらず金属表面の酸化を研究しました。彼らは、原子高ステップの存在が酸化速度を大幅に減少させ、この効果がより小さなステップでより顕著であることを発見しました。
「金属表面の酸化に対する原子ハイステップの効果を直接観察して定量化することができたのはこれが初めてです」とWang氏は述べています。 「私たちの調査結果は、酸化に対してより耐性のある材料を設計するのに役立ちます。
研究者は、原子最高段階が金属表面上の原子の定期的な配置を破壊するため、酸素拡散の障壁として機能すると考えています。この破壊により、酸素分子が金属原子に到達し、それらと反応することがより困難になります。
「私たちの調査結果は、表面に原子ハイステップを作成することにより、金属表面の耐久性を改善することが可能である可能性があることを示唆しています」とWang氏は述べています。 「これは、機械的研磨や化学エッチングなど、さまざまな方法で実行できます。」
研究者はまた、彼らの発見を使用して、より効率的な触媒を設計できると考えています。触媒は、反応で消費されることなく化学反応を高速化する材料です。触媒の表面にアトムハイステップを作成することにより、反応速度を上げることができるかもしれません。
「私たちは、調査結果の潜在的な応用に興奮しています」と王は言いました。 「私たちの仕事は、パフォーマンスが向上した新しい材料と触媒の開発につながる可能性があると考えています。」
