نحو مواد عضوية وغير عضوية هجينة ثنائية الأبعاد معتمدة على منظومة I-PE/UHV-PVD لحماية استثنائية من التآكل

  • 01 Sep 2021
  • الأبحاث المنشورة مؤخراً باسم الجامعة - الصيدلة

الباحثون المشاركون

د. وائل الزعبي – أ. د. عبد الوهاب علاف – د. باسم عصفور –  Young Gun Ko

منشور في

Applied Materials Today, Volume 24 (September 2021), Article 101142, Available online 24 August 2021.


الملخص

لطالما كان الجمع بين الأغشية الرقيقة اللاعضوية والجزيئات العضوية الفعالة أمراً مرغوباً فيه للتطبيقات الكهروكيميائية والمحفزات. لتلبية هذه الحاجة، قمنا بتطوير استراتيجية جديدة وسريعة لتصنيع مواد ثنائية البعد هجينة عضوية -لا عضوية (2D HOI) من خلال الجمع بين التحليل الكهربائي للبلازما (I-PE) مع ترسيب البخار الفيزيائي تحت الفراغ العالي (UHV- PVD)، حيث تم استخدام حمض البنزين-1.3.5- ثلاثي الكربوكسيل (BTC) كمركب عضوي. ُنظهر في هذا العمل المقدرة على التحكم في نمو الأغشية الرقيقة العضوية المجمعة بواسطة مواقع التفاعل في جزيئات BTC، مثل مجموعات الكربونيل ومجموعات الهيدروكسيل، على طبقة مسامية لاعضوية.

 بدءاً من السطح المعيب والجزيئات العضوية، اعتمدنا على تبخير جزيئات BTC أثناء UHV-PVD للحث على ترسيب طبقة تلو الأخرى (Layer by Layer)، أي على التكوين المتتالي لطبقات متعددة من المكونات العضوية على مواد HOI ثنائية الأبعاد. تم إجراء حسابات DFT لفهم التفاعلات بين الجزيئات العضوية– اللاعضوية وسلوك الامتزاز والترابط والطاقة بين جزيئات BTC والسطح اللاعضوي. تبين الحسابات النظرية عن وجود تفاعل متبادل قوي بين جزيئات BTC الممتزة بصورة موازية للسطح وطبقةMgO  المجاورة، يتم تسهيل هذا التفاعل عن طريق تكوين رابطة BTC… .MgO. الأكثر إثارة للاهتمام، هو إعادة ترتيب الجزيئات في الطبقات المتعددة ذاتية التجميع إلى بنية تشبه الزهرة مع ثقوب (قطرها> 100 نانومتر) عند ملامستها للمحلول التفاعلي، مما سهل الاختراق التآكلي لركيزة المغنيزيوم. أخيراً، بناءً على نتائج المعاوقة للتيار الكهربائي، نستنتج أن مواد HOI ثنائية الأبعاد المُصنَّعة تعرض حماية استثنائية من التآكل.

الكلمات المفتاحية: هجين، عضوي، لاعضوي، ترسيب فيزيائي، تحليل كهربائي بالبلازما، كيمياء كهربائية.

الرابط لملخص البحث

https://doi.org/10.1016/j.apmt.2021.101142