Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilmişdir. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğulamışlar: Litium titanat (LTO, Li4Ti5O12) yaxşı qurulmuş akkumulyator materialıdır və öz təmiz vəziyyətdə litium ionlarının zəif keçiricisidir. Yüksək ion keçiriciliyi yalnız yüklənmə zamanı, əlavə litium ionları və elektronlar materiala daxil edildikdə inkişaf edir.
TU Graz Materiallar Kimyası və Texnologiyası İnstitutundan Bernhard Gadermaier və Martin Wilkening tamamilə fərqli bir yanaşma tətbiq etdilər: onlar orijinal tərkibində olan Li4Ti5O12-də təmiz, lititi olmayan LTO-nu bilərəkdən kristal qəfəsə qüsurlar daxil etməklə daha yaxşı ion keçiricisinə çevirdilər. Xüsusilə, onlar fərdi oksigen atomlarını çıxardılar və bununla da litium ionları üçün əvvəllər bloklanmış miqrasiya yolunu aktivləşdirən oksigen boşluqları yaratdılar. "Bu diffuziya yolu artıq LTO strukturunda əvvəlcədən formalaşıb, lakin yalnız qüsur strukturu tərəfindən aktivləşdirilir" deyə Wilkening izah edir.
Eksperimental araşdırmanın nəticələri Science Advances jurnalında dərc olunub. LTO-da qüsurları yaratmaq üçün Gadermaier və Wilkening litium titanatı oksigensiz bir atmosferdə 300 dərəcə Selsiyə qədər qızdırdılar. "Bu yumşaq isitmə prosesi ayrı-ayrı oksigen atomlarını kristal qəfəsdən çıxarır" deyə Wilkening izah edir.
"Nəticədə oksigen boşluqları litium kationlarının hərəkətliliyinə birbaşa təsir göstərir və əvvəlcə zəif ion keçiricisini əhəmiyyətli dərəcədə daha yaxşı keçiriciyə çevirir. LTO nümunəsi atom miqyaslı qüsur strukturlarının materialın makroskopik xüsusiyyətlərinə göstərə biləcəyi böyük təsiri açıq şəkildə göstərir." Tədqiqatçılar keçiricilik spektroskopiyasını nüvə maqnit rezonans (NMR) spektroskopiyası ilə birləşdirərək, gücləndirilmiş ion nəqlini eksperimental olaraq nümayiş etdirdilər. Xüsusilə NMR ölçmələri yeni aktivləşdirilmiş atom miqyaslı diffuziya yolunun birbaşa eksperimental sübutunu təmin etdi.
"Bizim eksperimental tədqiqatımız göstərir ki, bərk cismin xassələri təkcə onun kimyəvi tərkibi ilə deyil, həm də əhəmiyyətli dərəcədə yerli qüsur quruluşu və istilik tarixi ilə müəyyən edilir" dedi Wilkening. "Biz kiçik litium kationlarının hərəkətliliyinin anion qüsur kimyasının klassik konsepsiyalarından istifadə edərək dəqiq şəkildə idarə oluna biləcəyini göstəririk." Wilkening deyir: "Bu iş həm də dərhal tətbiq edilmədən, elmi maraqla idarə olunan fundamental tədqiqatların tamamilə yeni maddi funksiyalara səbəb ola biləcəyinin bariz nümunəsidir". "Qüsur kimyası vasitəsilə ion keçiriciliyinə məqsədyönlü nəzarət mikro və nanoelektronikada iontronik, memristiv və neyromorfik cihazlar üçün gələcək perspektivlər açır." Bernhard Gadermaier və başqaları, hərəkətsiz Li+ yollarının açılması Li 4Ti 5O12 oksid şpinellərində sürətli ion nəqlini təmin edir, Science Advances (2026).
DOI: 10.1126/sciadv.aef5575 Qraz Texnologiya Universiteti BSc Həyat Elmləri və Ekologiyası tərəfindən təmin edilmişdir. Neft, qaz və bərpa olunan sənayelərdə əczaçılıq xəbərləri təcrübəsi ilə mikrobiologiya laboratoriyası fonu. Tam profil → Riyazi biologiya üzrə bakalavr, yaradıcı yazı üzrə magistr.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
