21 آگسٽ تي، يونيورسٽي آف سائنس اينڊ ٽيڪنالاجي آف چائنا (USTC) جي پروفيسر ايم اي چينگ ۽ سندس ساٿين اليڪٽروڊ-اليڪٽرولائٽ رابطي جي مسئلي کي حل ڪرڻ لاءِ هڪ اثرائتي حڪمت عملي پيش ڪئي جيڪا ايندڙ نسل جي سالڊ اسٽيٽ لي بيٽرين جي ترقي کي محدود ڪري رهي آهي. هن طريقي سان ٺهيل سالڊ-سالڊ جامع اليڪٽروڊ غير معمولي صلاحيتون ۽ شرح ڪارڪردگي ڏيکاري.
روايتي ليٿيم آئن بيٽرين ۾ نامياتي مائع اليڪٽرولائٽ کي مضبوط اليڪٽرولائٽس سان تبديل ڪرڻ سان حفاظتي مسئلن کي تمام گهڻو گهٽائي سگهجي ٿو، ۽ توانائي جي کثافت جي بهتري لاءِ ممڪن طور تي "شيشي جي ڇت" کي ٽوڙي سگهجي ٿو. بهرحال، مکيه وهڪرو اليڪٽرولائٽ مواد پڻ مضبوط آهن. جيئن ته ٻن مضبوط ۽ مائع جي وچ ۾ رابطو ايترو ويجهڙائي هجڻ تقريبن ناممڪن آهي، هن وقت مضبوط اليڪٽرولائٽس تي ٻڌل بيٽريون عام طور تي خراب اليڪٽرولائٽ-اليڪٽرولائٽ رابطي ۽ غير اطمينان بخش مڪمل سيل ڪارڪردگي ڏيکارينديون آهن.
"سولڊ اسٽيٽ بيٽرين جو اليڪٽروڊ-اليڪٽرولائٽ رابطي جو مسئلو ڪجهه حد تائين ڪاٺ جي بيرل جي ننڍڙي اسٽيو وانگر آهي،" مطالعي جي اڳواڻ ليکڪ يو ايس ٽي سي جي پروفيسر ايم اي چينگ چيو. "دراصل، انهن سالن ۾ محقق اڳ ۾ ئي ڪيترائي بهترين اليڪٽروڊ ۽ سولڊ اليڪٽرولائٽس تيار ڪري چڪا آهن، پر انهن جي وچ ۾ خراب رابطو اڃا تائين ليٿيم آئن ٽرانسپورٽ جي ڪارڪردگي کي محدود ڪري رهيو آهي."
خوشقسمتيءَ سان، ايم اي جي حڪمت عملي هن زبردست چئلينج کي منهن ڏئي سگهي ٿي. مطالعي جي شروعات هڪ پروٽوٽائپ، پيرووسڪائٽ-ٺهيل مضبوط اليڪٽرولائٽ ۾ هڪ نجاست واري مرحلي جي ايٽم-بائي-ايٽم امتحان سان ٿي. جيتوڻيڪ ڪرسٽل جي جوڙجڪ نجاست ۽ مضبوط اليڪٽرولائٽ جي وچ ۾ تمام گهڻو مختلف هئي، انهن کي ايپيٽيڪسيل انٽرفيس ٺاهڻ لاءِ ڏٺو ويو. تفصيلي ساختياتي ۽ ڪيميائي تجزين جي هڪ سلسلي کان پوءِ، محققن دريافت ڪيو ته نجاست وارو مرحلو اعليٰ گنجائش واري لي-امير پرت واري اليڪٽروڊ سان آئسوسٽرڪچرل آهي. اهو چوڻ آهي ته، هڪ پروٽوٽائپ سالڊ اليڪٽرولائٽ هڪ اعليٰ ڪارڪردگي واري اليڪٽروڊ جي ايٽمي فريم ورڪ پاران ٺهيل "ٽيمپليٽ" تي ڪرسٽلائيز ڪري سگهي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ ايٽمي طور تي ويجهي انٽرفيس پيدا ٿين ٿا.
"هي واقعي هڪ تعجب آهي،" پهرين ليکڪ ايل آءِ فوزين چيو، جيڪو هن وقت يو ايس ٽي سي جو گريجوئيٽ شاگرد آهي. "مواد ۾ نجاست جي موجودگي اصل ۾ هڪ تمام عام رجحان آهي، ايتري قدر عام آهي جو گهڻو ڪري انهن کي نظرانداز ڪيو ويندو. جڏهن ته، انهن تي ويجهي نظر وجهڻ کان پوءِ، اسان هن غير متوقع ايپيٽيڪسيل رويي کي دريافت ڪيو، ۽ ان سڌو سنئون اسان جي حڪمت عملي کي مضبوط-مضبوط رابطي کي بهتر بڻائڻ لاءِ متاثر ڪيو."
عام طور تي اختيار ڪيل ٿڌي دٻاءُ واري طريقي جي مقابلي ۾، محققن پاران تجويز ڪيل حڪمت عملي ايٽمي پيماني تي مضبوط اليڪٽرولائٽس ۽ اليڪٽروڊز جي وچ ۾ هڪ مڪمل، بي عيب رابطي کي محسوس ڪري سگهي ٿي، جيئن ايٽمي-ريزوليوشن اليڪٽران مائڪروسڪوپي تصوير ۾ ظاهر ٿئي ٿو. (ايم اي جي ٽيم پاران مهيا ڪيل.)
مشاهدي واري رجحان جو فائدو وٺندي، محققن جان بوجھ ڪري بي شڪل پائوڊر کي ليٿيمڪ پرت واري مرڪب جي مٿاڇري تي پيرووسڪائٽ-ٺهيل سالڊ اليڪٽرولائٽ جي ساڳي ساخت سان ڪرسٽلائيز ڪيو، ۽ هڪ جامع اليڪٽروڊ ۾ انهن ٻن مضبوط مواد جي وچ ۾ هڪ مڪمل، بي عيب رابطي کي ڪاميابي سان محسوس ڪيو. اليڪٽروڊ-اليڪٽرولائٽ رابطي جي مسئلي کي حل ڪرڻ سان، اهڙي مضبوط-ٺهيل جامع اليڪٽروڊ هڪ شرح جي صلاحيت پهچائي ٿي جيڪا هڪ مضبوط-مائع جامع اليڪٽروڊ جي مقابلي ۾ پڻ آهي. وڌيڪ اهم طور تي، محققن اهو پڻ ڏٺو ته هن قسم جو ايپيٽيڪسيل سالڊ-ٺهيل رابطو وڏين لٽيس بي ترتيبين کي برداشت ڪري سگهي ٿو، ۽ اهڙي طرح انهن جي تجويز ڪيل حڪمت عملي ڪيترن ئي ٻين پيرووسڪائٽ سالڊ اليڪٽرولائٽس ۽ پرت واري اليڪٽروڊز تي پڻ لاڳو ٿي سگهي ٿي.
"هن ڪم هڪ اهڙي هدايت جي نشاندهي ڪئي جيڪا پيروي ڪرڻ جي لائق آهي،" ايم اي چيو. "هتي پيش ڪيل اصول کي ٻين اهم مواد تي لاڳو ڪرڻ سان اڃا به بهتر سيل ڪارڪردگي ۽ وڌيڪ دلچسپ سائنس ٿي سگهي ٿي. اسان ان جي منتظر آهيون."
محقق هن طرف پنهنجي ڳولا جاري رکڻ جو ارادو رکن ٿا، ۽ تجويز ڪيل حڪمت عملي کي ٻين اعليٰ گنجائش وارن، اعليٰ صلاحيت وارن ڪيٿوڊس تي لاڳو ڪن ٿا.
هي مطالعو سيل پريس جي هڪ فليگ شپ جرنل ميٽر تي شايع ٿيو، جنهن جو عنوان آهي "ايٽمي طور تي گهرو رابطو وچولي سالڊ اليڪٽرولائٽس ۽ اليڪٽروڊز فار لي بيٽريز". پهريون ليکڪ ايل آءِ فوزين آهي، جيڪو يو ايس ٽي سي جو گريجوئيٽ شاگرد آهي. پروفيسر ايم اي چينگ جي ساٿين ۾ سنگهوا يونيورسٽي مان پروفيسر اين اين سي-وين ۽ ايمز ليبارٽري مان ڊاڪٽر زو لن شامل آهن.
(ڪيمسٽري ۽ مٽيريل سائنسز جو اسڪول)
پيپر لنڪ: https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30029-3
پوسٽ جو وقت: جون-03-2019