Способны ли ковалентные каркасы превзойти традиционные материалы в транспортировке энергии?

Исследование, проведенное учеными из Мюнхенского университета Людвига Максимилиана (LMU), Технического университета Мюнхена (TUM) и Оксфордского университета, продемонстрировало впечатляющие возможности ковалентных органических каркасов (COF) в транспортировке энергии. В отличие от многих органических материалов, COF обладают высокой эффективностью в этом процессе, что открывает новые перспективы для применения в оптоэлектронике.
Способны ли ковалентные каркасы превзойти традиционные материалы в транспортировке энергии?
Изображение носит иллюстративный характер

COF представляют собой модульные материалы, чьи свойства могут быть точно настроены путем подбора конкретных компонентов. Это делает их крайне универсальными для различных задач. Исследование, результаты которого были опубликованы в Journal of the American Chemical Society (DOI: 10.1021/jacs.5c02077) и подкреплены датой публикации в 2025 году, показало, что тонкие пленки COF обладают исключительно высокими коэффициентами диффузии и длинами диффузии, достигающими сотен нанометров. Это говорит о способности COF эффективно переносить энергию на значительные расстояния.

Примечательно, что транспортировка энергии в COF остается эффективной даже при наличии структурных дефектов, таких как границы зерен. Это указывает на высокую устойчивость материала к структурным неоднородностям и является важным фактором для практического применения.

Ученые также обнаружили, что в процессе переноса энергии в COF участвуют два механизма: когерентный и некогерентный. Когерентный механизм обеспечивает упорядоченную, дальнюю передачу энергии, в то время как некогерентный механизм отвечает за беспорядочный, случайный перенос. Сочетание этих двух механизмов позволяет COF достигать высокой эффективности транспортировки энергии.

Исследование стало возможным благодаря тесному сотрудничеству специалистов в области синтеза, экспериментов и теоретического моделирования. Эта междисциплинарная работа позволила получить всестороннее представление о механизмах переноса энергии в COF. В частности, Лаура Шпайс (докторант, LMU), доктор Александр Бивальд (бывший докторант) и профессор Франк Ортманн внесли значительный вклад в понимание фундаментальных процессов, лежащих в основе обнаруженных свойств. Руководителями исследования были профессора Ахим Хартшух и Томас Бейн. Финансирование проекта было предоставлено программой e-conversion.

Экспериментальные исследования проводились с использованием методов фотолюминесцентной микроскопии и терагерцовой спектроскопии. Полученные данные были сопоставлены с результатами теоретических моделирований, что позволило подтвердить наблюдаемые явления.

Высокие коэффициенты диффузии и значительные длины диффузии энергии в COF делают их перспективными для использования в устойчивых фотоэлектрических системах и органических светодиодах (OLED). Кроме того, эти материалы могут найти применение в фотокатализе.

Результаты этого исследования не только расширяют наше понимание физики переноса энергии в органических материалах, но и прокладывают путь к созданию новых, более эффективных и экологически чистых технологий. Использование COF в оптоэлектронике и фотокатализе может способствовать развитию устойчивых энергетических решений.


Новое на сайте

20949Старая техника Apple получила заплатку для опасной уязвимости 20948Как три уязвимости открыли ShinyHunters путь к серверам PeopleSoft? 20947Может ли ИИ сам собрать уязвимости в работающий взлом? 20946Уязвимость CVSS 10.0 в LXD и MicroCloud позволяет выдать себя за доверенного клиента 20945Google разрешит устанавливать приложения из сторонних магазинов одним нажатием 20944Взлом Chainalysis: что могли увидеть атакующие 20943Oracle E-Business Suite под прицелом: попытки атак начались вскоре после исправления 20942Фишинг без кражи пароля: как Skyw4lker атакует Microsoft 365 20941ИИ в SOC: быстрее расследовать, не теряя контроля 20940Могут ли уязвимости GoAhead подорвать доверие к TLS? 20939Adobe устранила критические уязвимости в Campaign Classic и Connect 20938Как взломанный скрипт DebugBear помог похитить у трейдеров Polymarket около $2,7 млн? 20937Как ошибка в сетевой загрузке UEFI обходит защиту до запуска Secure Boot? 20936Silent Train: сеть скрытных атак Volt Typhoon 20935Как ссылка на ChatGPT могла открыть доступ к чужим чатам?
Ссылка