Први пут су истраживачи смањили кинетику оксидације Мкенеса на атомској скали

Извор ГЛАВА: Истраживачи по први пут од смањења атомске скале Мкенес оксидационе кинетике

Недавно је тим ванредног професора Менг Ксинг, кључна лабораторија нове физике и технологије Министарства просвете, факултета на универзитету Јилин, постигла је важан напредак у теоријском прорачуну оксидационог понашања дводимензионалне транзиционе металне карбиде / Нитридес / Царбон Нитридес (Мкенес) и релевантни резултати објављени су на мрежи у немачкој примењеној хемији 14. јуна 2023. године.

Због своје високе проводљивости и богате површинске функционалне групе, Мкенес се широко користи у енергетици, електронским уређајима, биомедицини и другим пољима. Међутим, Мкенес лако деградира у транзицијске металне оксиде у влажним окружењима или воденим растворима, што ограничава своју примену у разним областима. Стога, како се синтетизовати МКСЕНЕС материјала са високом хемијском стабилношћу кључни је научни проблем који би се хитно решило.

У студији је Менгов истраживачки тим спровео дубинску теоријску студију прорачуна о оксидационом понашању супер-великих МКСЕНЕС-водених система. Комбиновањем машина за учење са првим принципима, истраживачи су постигли симулације молекуларне динамике наносекунда са ДФТ-ом, а по први пут је смањио кинетички процес Мкенес оксидације из атомске скале, откривајући природу експоненцијалног пропадања о оксидационом стопу о оксидацији, а по први пут је смањио кинетички процес МКСенес оксидације о атомском нивоу оксидације примећено и по први пут смањен кинетички процес МКСЕМЕС оксидације. експериментално. Механизам оксидације МКСЕН-а у влажном окружењу или водени раствор је разједан.

Истраживачи су развили функцију неуронске мреже за систем МКСЕНЕС-воде, који се добро сналази на тестном сету, са коријенским квадратним грешкама од 2,35Мев / Атома за енергију и 0.083ЕВ / А за силу у поређењу са ДФТ-овим прорачунима. Симулација МД на основу потенцијалне функције је веома у складу са цимд симулацијом у функцији радијалне дистрибуције и динамичким тестом имовине густине. Резултати симулације МД-а Мкенес-Водени систем показују да је дебљи слој воде, вертикални водонични обвезнице по јединици молекула воде, што је ограниченије кретање молекула воде у основну површину МКСенес, што резултира повећањем просечне растојања Између прелазних атома метала и атома кисеоника у води, а мкенес оксидациона стопа опада са повећањем дебљине воде. Истовремено, оксидација Мкенеса пуштаће бесплатне протоне, које ће формирати типично хидрирани протон са водом, чиме се обавезују кретање молекула воде, чинећи стопу оксидације МКСЕНЕС-а смањењем времена. Просечна удаљеност између различитих врста атома транзиционих метала и атома кисеоника у води, као и вероватноћа физичког адсорпције молекула воде на бази за МКСЕНЕС, показују постојање заштитног слоја оксида на површини Мкенес.

Ови важни налази пружају теоријске смернице за синтезу високо стабилних МКСЕНЕС материјала.