די יבערגאַנג צו האַרט-שטאַט לי-יאָן באַטעריז וועט געבן פּראָגרעס צו ענערגיע געדיכטקייַט פון 1000 וואט שעה / ליטער און ווייַטער.קאָמפּאָסיטעס פון אַ מעסאָפּאָראָוס אַקסייד מאַטריץ אָנגעפילט מיט ניט-וואַלאַטאַל ייאַניק פליסיק עלעקטראָליטע פילערז האָבן שוין יקספּלאָרד ווי אַ האַרט עלעקטראָליטע אָפּציע.אָבער, די פּשוט קאַנפיינמאַנט פון עלעקטראָליטע סאַלושאַנז אין נאַנאָמעטער-סייזד פּאָרעס פירט צו נידעריקער יאָן קאַנדאַקטיוואַטי ווי וויסקאָסיטי ינקריסיז.דאָ, מיר באַווייַזן אַז די לי-יאָן קאַנדאַקטיוואַטי פון נאַנאָקאָמפּאָסיטעס קאַנסיסטינג פון אַ מעסאָפּאָראָוס סיליקאַ מאַנאַליט מיט אַ ייאַניק פליסיק עלעקטראָליטע פיללער קענען זיין עטלעכע מאָל העכער ווי אַז פון די ריין ייאַניק פליסיק עלעקטראָליטע דורך די הקדמה פון אַ ינטערפאַסיאַל ייַז שיכטע.שטאַרק אַדסאָרפּטיאָן און אָרדערינג פון די ייאַניק פליסיק מאַלאַקיולז מאַכן זיי ימאָביל און האַרט-ווי פֿאַר די ינטערפאַסיאַל ייַז שיכטע זיך.די דיפּאָלע איבער די אַדסאָרבאַטע מעסאָפאַסע שיכטע רעזולטאטן אין סאָלוויישאַן פון די לי + ייאַנז פֿאַר ענכאַנסט קאַנדאַקשאַן.דער דעמאַנסטרייטיד פּרינציפּ פון יאָן קאַנדאַקשאַן ענכאַנסמאַנט קענען זיין געווענדט צו פאַרשידענע יאָן סיסטעמען.

האַרט-שטאַט עלעקטראָליטעס זענען געריכט צו צושטעלן די ווייַטער בוסט פֿאַר לי-יאָן באַטעריז צו יקסיד די פּראַקטיש סטעליע פון ​​800 וו · שעה / ליטער אָדער 300 וו · שעה / קג ימפּאָוזד אויף דערווייַל בנימצא קאַטאָוד און אַנאָוד קעמיקאַלז.די דערוואַרט פאַרגרעסערן אין ענערגיע געדיכטקייַט פֿאַר האַרט-שטאַט באַטעריז קומט פון עטלעכע קאַנטראַביושאַנז, אַלע טאַרגאַטינג ינקריסינג די באַנד פּראָצענט פון אַקטיוו מאַטעריאַל אין דער צעל.די מערסט פּאַבליסייזד איז די הקדמה פון ליטהיום מעטאַל צו פאַרבייַטן גראַפייט און גראַפייט / סיליציום ווי אַן אַנאָוד.ריין ליטהיום מעטאַל האט די העכסטן ענערגיע געדיכטקייַט מעגלעך און אַזוי וואָלט דאַרפן די מינדסטער פּלאַץ.אָבער, פילע ישוז נאָך דאַרפֿן צו זיין סאַלווד, אַזאַ ווי די יריווערסאַבאַל אָפּרוף (און אַזוי קאַנסאַמשאַן) פון ליטהיום מעטאַל, דענדריטע פאָרמירונג, די פאַרגרעסערן אין עפעקטיוו קראַנט געדיכטקייַט פֿאַר פּלאַנער ליטהיום פאָילס קאַמפּערד מיט די פּאָרעז גראַפייט (סיליציום) ילעקטראָודז, און, לעצטע אָבער ניט קלענסטער, די "דיסאַפּיראַנס" פון ליטהיום בעשאַס אָפּזאָגן (דעפּלאַטינג) און אַזוי אָנווער פון קאָנטאַקט מיט די האַרט עלעקטראָליטע.די מאַקאַניקלי שטרענג נאַטור פון סעראַמיק האַרט עלעקטראָליטעס טאַקע האט נול העסקעם, און עקסטרעם פּרעשערז דאַרפֿן צו זיין געווענדט צו דריקן די ליטהיום פעסט קעגן די האַרט עלעקטראָליטע קאָמפּאָנענט.די דיסקרעטע דרוק ווייזט נידעריקער די עפעקטיוו ייבערפלאַך געגנט אפילו מער, לידינג צו היגע דענדריטע פאָרמירונג און ספּאָנגי דיפּאַזאַץ.פּאָלימער עלעקטראָליטעס זענען מער מאַקאַניקלי געהאָרכיק אָבער טאָן ניט נאָך ויסשטעלונג הויך גענוג ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי אין צימער טעמפּעראַטור.זייער טשיקאַווע נייַע מאַטעריאַלס אין דעם אַכטונג זענען סיליקאַ געל עלעקטראָליטעס, וואָס זענען אויך ריפערד צו ווי "יאָנאָגעלס," ווו אַ יאָניק פליסיק עלעקטראָליטע (ILE) איז קאַנפיינד אין אַ נאַנאָפּאָראָוס סיליקאַ מאַטריץ (1).די גאָר הויך פּאָראָסיטי פון די סיליקאַ מאַטריץ (70 צו 90%) גיט די נאַנאָקאָמפּאָסיטע עלעקטראָליטע מאַטעריאַלס אַ געל-ווי קאָנסיסטענסי און אַזוי מאַכן זיי מאַקאַניקלי געהאָרכיק ענלעך צו פּאָלימער עלעקטראָליטעס.די סיליקאַ דזשעלז זענען מאל ינדאַקייטיד ווי כייבריד האַרט עלעקטראָליטעס, ווייַל זיי אַנטהאַלטן אַ פליסיק.אָבער, פֿאַר די סיליקאַ נאַנאָקאָמפּאָסיטעס, ווי די דיסקרייבד אין דעם פּאַפּיר, די ייאַניק "פליסיק" עלעקטראָליטע ווערט האַרט-ווי ווען קאַנפיינד אין די טענס פון נאַנאָמעטער-סייזד טשאַנאַלז ביידע דורך די פאַרגרעסערן אין וויסקאָסיטי און דורך די אַדסאָרפּטיאָן אויף די סיליקאַ וואַנט קאַנפיינינג די קאַנאַל.אויב די סיליקאַ מאַטריץ וואָלט פירן בלויז ווי אַ פּאָרעז סעפּאַראַטאָר, די פאַרגרעסערן אין וויסקאָסיטי פֿאַר די קאַנפיינד פליסיק עלעקטראָליטע וואָלט פירן צו אַ פאַרקלענערן אין ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי.אַנשטאָט, די ינטעראַקשאַן צווישן די ILE מאַלאַקיולז און די סיליקאַ פּאָרע וואַנט מאַכן די פּראָפּערטיעס פון די נאַנאָקאָמפּאָסיטע אַנדערש פון די סאַכאַקל פון זייַן יחיד קאַמפּאָונאַנץ.אַדסאָרפּטיאָן פון ייאַניק ליקווידס אויף אַקסיידז מיט פאָרמירונג פון האַרט מעסאָפאַסע לייַערס אַרויף צו אַ ביסל נאַנאָמעטערס אין גרעב איז געוויזן אויף פּלאַנער סערפאַסיז מיט אַטאָמישע קראַפט מיקראָסקאָפּי (2).די סעלעקטיוו אַדסאָרפּטיאָן פון ייאַניק פליסיק אַניאַנז און קיישאַנז אויף אַקסייד סערפאַסיז קענען פירן צו ימפּרוווד לי + קאַנדאַקטיוואַטי צוזאמען די ינטערפייסיז.דאָך, די ימפּרווומאַנץ צוזאמען די אַקסייד ינטערפייסיז מוזן פאַרגיטיקן אָדער אפילו יקסיד די דיקריסט קאַנדאַקטיוואַטי דורך די ILE קאַנפיינד אין די האַרץ פון די פּאָרעס.דעריבער, קלענערער פּאָרע גרייס און הויך ייבערפלאַך-צו-באַנד ריישיאָוז זענען געוואלט.ביז איצט, יאָנאָגעלס מיט יאָן קאַנדאַקטיוואַטיז אַפּראָוטשינג אַז פון די ILE זיך האָבן שוין דעמאַנסטרייטיד דורך אַפּטאַמאַזיישאַן פון די מעסאָפּאָראַס סטרוקטור (3).דעם מיטל אַז צובינד ענכאַנסמאַנט איז שוין פאָרשטעלן אָבער נישט צו די מאָס פון יקסידינג פאַרנעם קאַנדאַקטיוואַטי.

דער צוגרייטונג פון יאָנאָגעלס סטאַרץ פון אַ כאָומאַדזשיניאַס פליסיק געמיש, אין וואָס אַ ILE איז מוסיף צו אַ סאָל-געל פּריקערסער לייזונג פֿאַר די סינטעז פון די אַקסייד מאַטריץ (4, 5).אין דעם אופֿן, די ILE און מאַטריץ פאָרעם אַ קאָמפּאָסיטע אין אַ "אין סיטו" שטייגער: די פּריקערסערז אין די לייזונג רעאַגירן צו פאָרעם אַן אַקסייד מאַטריץ אַרום די ייאַניק פליסיק מוסטער, ענקאַפּסאַלייטינג עס אין דעם פּראָצעס.אונטער זיכער סינטעז טנאָים, די צוגעגרייט ILE-SCE (האַרט קאַמפּאַזאַט עלעקטראָליטע) קענען זיין אין די פאָרעם פון אַ מאַנאַליט מיט די ILE עמבעדיד אין אַ קעסיידערדיק מעסאָפּאָראָוס ינאָרגאַניק אַקסייד נעץ.ביז איצט, מערסטנס סילאַקאַ-באזירט ILE-SCEs זענען צוגעגרייט אויף דעם וועג, כאָטש ביישפילן זענען אויך געמאכט מיט אַלומאַנאַ (6), טיטאַניאַ (7), און אפילו צין אַקסייד (8).רובֿ רעפּאָרטעד סאָל-געל פאָרמיוליישאַנז אַנטהאַלטן אַן ILE, אַן אַלקיל-סיליקאַט אַזאַ ווי טעטראַעטהיל אָרטהאָסיליקאַט (TEOS) ווי סיליקאַ פּריקערסער, און פאָרמיק זויער ווי רייידזשאַנט און סאַלוואַנט (9, 10).לויט די פארגעלייגט מעקאַניזאַם (11) פֿאַר דעם סאָל-געל פּראָצעס, סיליקאַ איז דער הויפּט געשאפן דורך די אָפּרוף צווישן טעאָס און פאָרמיק זויער, כאָטש וואַסער איז דזשענערייטאַד בעשאַס די סאָל-געל פּראָצעס.חוץ די פאָרמיק זויער-באזירט "נאָנאַקוועאָוס" מיקסטשערז, ייקוויאַס סאָל-געל פאָרמיוליישאַנז מיט הקל ווי אַ קאַטאַליסט און H2O ווי אַ רייידזשאַנט (פּלוס אָרגאַניק סאַלוואַנט) זענען אויך דיסקרייבד, אָבער, אין דעם באַזונדער פאַל פֿאַר די סינטעז פון אַ סיליקאַ קאָמפּאָסיטע מיט בלויז ייאַניק פליסיק (12-15).

טיפּיקאַללי, יאָנאָגעלס ווייַזן יאָן קאַנדאַקטיוואַטי נידעריקער ווי אַז פון די ILE רעפֿערענץ.דער ערשטער דור פון יאָנאָגעלס האט קאַנדאַקטיוואַטי אין צימער טעמפּעראַטור, טיפּיקלי בלויז וועגן 30 צו 50% פון די פאַרנעם ILE ווערט, כאָטש עטלעכע ביישפילן ריטשינג אַרויף צו 80% האָבן שוין געמאלדן (9, 10, 16, 17).די ווירקונג פון ילע אינהאַלט און ריזאַלטינג פּאָרע מאָרפאָלאָגי אויף יאָנאָגעל קאַנדאַקטיוואַטי איז שוין ינוועסטאַגייטאַד אין דעטאַל (3);אָבער, קיין סיסטעמאַטיש לערנען פון צובינד ענכאַנסמאַנט יפעקץ איז באקאנט.ווו עט על.(18) לעצטנס געמאלדן אויף אַן אין סיטו פאַנגקשאַנאַלייזד יאָנאָגעל, וואָס אויך האט קאַנדאַקטיוואַטי ענכאַנסמאַנט קאַמפּערד מיט די פאַרנעם ILE.די ענכאַנסמאַנט איז אַטריביאַטאַד צו די ינטעראַקשאַן צווישן די אַניאָן און די 3-גליסידילאָקסיפּראָפּיל פאַנגקשאַנאַל גרופּע אויף די סיליקאַ ייבערפלאַך.דער דערגייונג שטיצט דעם געדאַנק אַז ייבערפלאַך פאַנגקשאַנאַליזיישאַן קענען טאַקע פאַרבעסערן די צובינד קאַנדאַקשאַן העכערונג.

אין דעם אַרבעט, מיר באַווייַזן די פאָרמירונג פון אַ האַרט אייז וואַסער שיכטע אויף די סיליקאַ און דעטאַל די מעקאַניזאַם פון ינטערפאַסיאַל לי-יאָן קאַנדאַקשאַן דורך די געוואקסן דיפּאָלע ינטעראַקשאַן צווישן די ייבערפלאַך אייז פאַנגקשאַנאַל שיכטע און די אַדסאָרבעד יאָניק פליסיק מעסאָפאַסע שיכטע.דורך קאָמבינאַציע פון ​​​​הויך ינערלעך ייבערפלאַך געגנט און געדיכט אייז פאַנגקשאַנאַל שיכטע, האַרט נאַנאָקאָמפּאָסיטע עלעקטראָליטעס (נאַנאָ-ססע) מיט 200% העכער לי-יאָן קאַנדאַקטיוואַטי ווי די פאַרנעם ILE רעפֿערענץ זענען אַטשיווד.די סיליקאַ מאַטריץ איז געוויזן צו האָבן אַ אמת מאַנאַליטיק מעסאָפּאָראַס סטרוקטור מיט פּאָרע וואַליומז און ייבערפלאַך געביטן פון אַרויף צו 90% און 1400 מ 2 / ג, אַזוי פּראַוויידינג עקסטרעם ייבערפלאַך-צו-באַנד ריישיאָוז אַלאַוינג אַ גרויס צושטייַער פון קאַנדאַקשאַן ענכאַנסמאַנט צוזאמען די ינטערפייסיז.דורך אָפּטימיזעד פאַנגקשאַנאַליזיישאַן פון די סיליקאַ ייבערפלאַך קאַמביינד מיט מאַקסאַמייזינג די ייבערפלאַך-צו-באַנד פאַרהעלטעניש, נאַנאָ-ססע מיט יאָן קאַנדאַקטיוואַטיז מער ווי 10 מס / סענטימעטער קען פּאַטענטשאַלי זיין ענדזשאַנירד און אַזוי זענען זייער אַטראַקטיוו פֿאַר באַטעריז מיט גרויס קאַפּאַציטעט פֿאַר אָטאַמאָוטיוו אַפּלאַקיישאַנז.

דער פאָקוס פון אונדזער פּאַפּיר איז אויף די מעקאַניזאַם פון ענכאַנסט צובינד קאַנדאַקטיוואַטי דורך די פאָרמירונג פון אַ מעסאָפאַסע שיכטע מיט זאָגן פון ראַמאַן, פאָוריער יבערמאַכן ינפרערעד (FTIR), און יאָדער מאַגנעטיק אפקלאנג (נמר) ספּעקטראָסקאָפּי.די צובינד פעסטקייַט פון אונדזער נאַנאָ-ססע מאַטעריאַל ביי הויך וואָולטידזש איז דעמאַנסטרייטיד מיט דין-פילם ליטהיום מאַנגאַנעסע אַקסייד (למאָ) ילעקטראָודז.אין דעם וועג, פאָקוס מיינטיינז אויף דעם מאַטעריאַל אלא ווי אויף די ילעקטראָוד ינטאַגריישאַן און צעל פֿאַרזאַמלונג ישוז.סימילאַרלי, די עלעקטראָטשעמיקאַל פֿענצטער און פעסטקייַט קעגן ליטהיום מעטאַל פאָולז זענען גאָר קעראַקטערייזד.פאַנגקשאַנאַליטי און ינטאַגריישאַן פון אונדזער נאַנאָ-SCE איז דעמאַנסטרייטיד דורך אַסעמבאַל און קורס פאָרשטעלונג טעסץ פון ליטהיום אייַזן פאָספאַטע (לפפּ) און ליטהיום טיטאַנאַטע (לטאָ) סעלז.די פעסטקייַט פון אונדזער עלעקטראָליטע און די עלעקטראָטשעמיקאַל ינאַקטיוויטי פון די אייז וואַסער זענען געוויזן דורך לאַנג-טערמין סייקלינג פון סיממעטריק Li-SCE-Li סעלז.אָפּטימיזאַטיאָן פון ענערגיע געדיכטקייַט, קורס פאָרשטעלונג און סייקלינג פאָרשטעלונג פון גאָר פארזאמלט סעלז וועט זיין די פאָקוס פון נאָכגיין-אַרויף צייטונגען (19, 20).

ינטערפאַסיאַל יאָן קאַנדאַקטיוואַטי העכערונג אין צוויי-פאַסע קאַמפּאַזאַט סיסטעמען איז באַוווסט פֿאַר כּמעט 90 יאָר (21).פֿאַר בייַשפּיל, אַרויף צו פיר אָרדערס פון פאַרגרעסערן אין יאָניק קאַנדאַקטיוואַטי איז געוויזן פֿאַר קאַמפּאַזאַץ פון פּשוט ליטהיום זאַלץ אַזאַ ווי ליטהיום ייאַדייד מיט מעסאָפּאָראָוס אַקסייד פּאַרטיקאַלז אַזאַ ווי סיליקאַ אָדער אַלומינאַ קאַמפּערד מיט די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי פון די ריין ליטהיום זאַלץ עלעקטראָליטע (22).די ייאַנז אין די SCEs קענען דיפיוזד פיל פאַסטער צוזאמען די לי יאָן-דיפּליטיד (אָדער פרייַ אָרט-רייַך) עלעקטריקאַל טאָפּל שיכטע געשאפן ביי די אַקסייד / עלעקטראָליטע צובינד.צום באַדויערן, די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי באקומען אין די פּשוט צוויי-קאָמפּאָנענט ינאָרגאַניק האַרט-האַרט קאַמפּאַזאַץ (1) האט נישט יקסיד די 1-mS/cm2 שוועל דארף צו בריק די ביסל הונדערט-מיקראָם דיסטאַנסע צווישן די קראַנט קאַלעקטער פּלאַטעס אין די לי-יאָן באַטאַרייע .דער באַגריף פון כעטעראַדזשיניאַס דאָפּינג מיט אַ אַקסייד מאַטריץ צו ינזשעניר די ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי איז אויך יקספּלאָרד פֿאַר פּאָלימער עלעקטראָליטעס (23) און ILEs (24), וואָס האָבן אַ העכער ינטרינסיק ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי צו אָנהייבן מיט.אין אַדישאַן, די רייַך מאָלעקולאַר (סטערעאָ) כעמיע פון ​​די דריט קאָמפּאָנענט אָפּענס נאָך יאָן קאַנדאַקשאַן מעקאַניזאַמז, ווייַל די (די) פּאָליאַר סאַלוואַנט-ווי מאַלאַקיולז קען אָנטייל נעמען אין די פאָרמירונג פון די עלעקטריקאַל טאָפּל שיכטע.בשעת די סאָלוואַטינג קאַמף פון די יטער גרופּעס אין פּאַליעטאַלין אַקסייד פּאָלימער עלעקטראָליטעס גיט האַרט-שטאַט יאָן קאַנדאַקטיוואַטיז פון ~ 10-6 S/cm פֿאַר LiClO4 צו ~ 10-5 S/cm פֿאַר LiN(SO2CF3)2, זייער קאַמפּאַזאַץ מיט סיליקאַ, אַלומינאַ. , אָדער טיטאַניאַ נאַנאָפּאַרטיקלעס קענען טאַקע צושטעלן מער ווי 10-פאַרלייגן ענכאַנסמאַנט אין געמאסטן יאָן קאַנדאַקטיוואַטי (25), ליידער, נאָך געזונט אונטער די צימער טעמפּעראַטור שוועל פון 1 מס / סענטימעטער.ILE סאַלושאַנז זענען מיקסטשערז פון אַ לי-זאַלץ סאָלוט און אַ ייאַניק פליסיק סאַלוואַנט, וואָס קענען שוין האָבן הויך ינטרינסיק ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטיז צווישן 0.1 און 10 מס / סענטימעטער (26, 27).עטלעכע פרווון האָבן שוין געמאכט צו פאַרבעסערן די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי דורך מיקסינג אָדער געללינג עס מיט אַקסייד נאַנאָפּאַרטיקלעס אָדער צו באַגרענעצן די ILE אין מעסאָפּאָראָוס מיקראָפּאַרטיקלעס (9, 16, 28, 29).אָבער, ביז איצט, קיין ענכאַנסמאַנט פון די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי איז באמערקט פֿאַר די דרייַ-קאָמפּאָנענט לי-זאַלץ / יאָניק פליסיק / אַקסייד קאַמפּאַזאַץ (Fig. S1).כאָטש די נוצן פון מעסאָפּאָראָוס סיליקאַ מיקראָפּאַרטיקלעס רעזולטאַט אין העכער קאַנדאַקטיוואַטי קאַמפּערד מיט קאַמפּאַזאַץ מיט האַרט נאַנאָפּאַרטיקלעס, די ינטערפאַסיאַל ייבערפלאַך געגנט און יאָן קאַנדאַקשאַן העכערונג איז נישט גענוג צו יקסיד די פאַרנעם פון ILE קאַנדאַקטיוואַטי.

מעסאָפּאָראָוס סיליקאַ איז אַ באַוווסט מאַטעריאַל געניצט אין קאַטאַליסיס.עס איז טיפּיקלי געמאכט דורך הידראָטהערמאַל אָדער פּשוט סאָל-געל סינטעז.הידראָטהערמאַל פּראַסעסאַז טיפּיקלי פירן צו מעסאָפּאָראָוס פּאַודערז, אָבער מיט אָפּגעהיט קאָנטראָל פון די צימער טעמפּעראַטור סאָל-געל פּראָצעס, גרויס פּאָרעז גלאז מאַנאַליטס אָדער אַעראָגעלס זענען אויך געשאפן.די סיליקאַ מאַטריץ איז געשאפן דורך כיידראַלאַסאַס און קאַנדאַנסיישאַן ריאַקשאַנז פון טעטראַ-אַלקיל אָרטהאָסיליקאַטעס (30).שליסל אין קאָנטראָל פון די פּאָרע סטרוקטור איז די נוצן פון טעמפּלאַטעס, פֿאַר בייַשפּיל, אַ סורפאַקטאַנט-טיפּ מיסעללע, אַרום וואָס די סיליקאַ מאַטריץ איז געשאפן.ווען אַ ייאַניק פליסיק איז מוסיף ווי טעמפּלאַטינג מאַלאַקיול, די כיידרייטאַד סיליקאַ מאַטריץ ינטעראַקץ מיט די ייאַניק פליסיק, פאָרמינג אַ געל, און נאָך קיורינג און דרייינג, די ייאַניק פליסיק איז קאַנפיינד אין די האַרט נאַנאָפּאָראָוס סיליקאַ מאַטריץ (13).ווען ליטהיום זאַלץ איז מוסיף ווי אַ דריט קאָמפּאָנענט, די ILE קאַנפיינד אין די סיליקאַ מאַטריץ פארמען אַ סיליקאַ געל עלעקטראָליטע, וואָס איז אויך ריפערד צו ווי יאָנאָגעל (24).אָבער, ביז איצט, די סיליקאַ געל עלעקטראָליטעס ווייַזן קאַנדאַקטיוואַטיז אַפּראָוטשינג אַז פון די פאַרנעם ILE אָבער נישט יקסיד עס, אַחוץ פֿאַר איין פאַל ווו די סיליקאַ איז כעמיש פאַנגקשאַנאַלייזד (זען הקדמה) (18).

דאָ, מיר ווייַזן סיסטעמאַטיש העכערונג פון די לי-יאָן קאַנדאַקטיוואַטי פון די נאַנאָקאָמפּאָסיטע געזונט ווייַטער פון די ריין ILE.דער בייַשפּיל פון 1-בוטיל-1-מעטהילפּירראָלידיניום ביס (טריפלואָראָמעטהילסולפאָניל) ימידע (במפּ-טפסי) איז געניצט דאָ.עס איז פּאָסטולאַטעד אַז די אַדסאָרפּטיאָן פון די ייאַניק פליסיק מאַלאַקיולז אויף די אָה-טערמאַנייטאַד סיליקאַ ייבערפלאַך איז פּראָמאָטעד דורך דעם בייַזייַן פון אַ ינטערפאַסיאַל ייַז וואַסער שיכטע.שטאַרק הידראָגען באַנדינג צווישן די אייז וואַסער און די TFSI-אַניאָן ינדוסיז די מאָלעקולאַר אָרדערינג פון די ייאַניק פליסיק, ענלעך צו די אָרדערד דאָומיינז וואָס ספּאַנטייניאַסלי פאָרעם אין ייאַניק ליקווידס (31).דער שליסל חילוק מיט די ראַנדאַמלי געשאפן דאָומיינז אין פאַרנעם ILE איז אַז די אייז שיכטע אקטן ווי אַ פאַנגקשאַנאַל שיכטע וואָס (איך) ינדוסיז די מאָלעקולאַר אָרדערינג אויף די אַקסייד ייבערפלאַך און (ii) ינטראַדוסיז שטאַרק גענוג ה-באַנדינג צו ינדוסירן דיפּאָלעס צו באַפרייַען פריי Li + פֿאַר ימפּרוווד קאַנדאַקשאַן.ווייַטער צו די פאַרגרעסערן אין פריי Li + קאַנסאַנטריישאַן, מיר וועלן ווייַזן אַז די אַקטאַוויישאַן ענערגיע פֿאַר דיפיוזשאַן איז נידעריקער צוזאמען די קאָמפּאָסיטע צובינד מיט די אַדסאָרבעד ILE שיכטע און אייז וואַסער שיכטע.

די ביסל מאָנאָלייַערס-דיק ייבערפלאַך וואַסער שיכטע אויף סיליקאַ איז אַ האַרט-ווי שיכטע, ווי עס איז שטארק געבונדן צו סילאַנאָל גרופּעס דורך ה-בריקן און דעריבער אויך ריפערד צו ווי אייז שיכטע (32).זייַן געדיכטקייַט און גרעב (עסטימאַטעד אַרויף צו 3-4 מאָנאָלייַערס, מיט ~ 0.25 נם פּער אייז מאָנאָלייַער) זענען אין טהערמאָדינאַמיק יקוואַליבריאַם מיט דער פּאַרטיייש וואַסער דרוק [רעלאַטיוו הומידיטי (רה)] אין דער סוויווע (פיגורע ס 2).מיר ווייַזן אַז די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי ינקריסיז מיט די גרעב פון די אייז וואַסער שיכטע ווי הידראָגען באַנדינג מיט די אַדסאָרבעד יאָניק לייַערס אויך ינקריסיז.די אייז וואַסער שיכטע איז סטאַביל ענלעך צו קריסטאַל וואַסער אין כעמיש קאַמפּאַונדז.דאָס איז אין שטרענג קאַנטראַסט מיט די סופּער קאַנסאַנטרייטאַד ייקוויאַס עלעקטראָליטעס אָדער אַזוי גערופענע וואַסער אין זאַלץ מיקסטשערז, ווו די עלעקטראָטשעמיקאַל פֿענצטער איז דראַסטיקלי וויידאַנד אָבער, יווענטשאַוואַלי, די וואַסער איז נאָך עלעקטראָטשעמיקאַללי אַקטיוו (33).

אַנדערש פון טיפּיש פאָרמיק זויער-קאַטאַלייזד יאָנאָגעל רעסאַפּיז, מיר געוויינט אַ מילד ף 5 געמיש מיט גרויס וידעפדיק וואַסער און פּגמע (1-מעטהאָקסי-2-פּראָפּאַנאָל) צוגעגעבן צו אַ טעאָס פּריקערסער מיט לי-טפסי זאַלץ און במפּ-טסי יאָניק פליסיק.אין דעם ף, די כיידראַלאַסאַס ריאַקשאַנז זענען פּאַמעלעך, בשעת די קאַנדאַנסיישאַן איז גינציק (30).די לי ייאַנז זענען געגלויבט צו שפּילן ווי די קאַטאַליסט פֿאַר די כיידראַלאַסאַס אָפּרוף, ווייַל קיין דזשעלאַטיאָן איז פארגעקומען אין דער אַוועק פון די ליטהיום זאַלץ בשעת ביידע האָבן די זעלבע ף פון 5. אנגעוויזן ווי רענטגענ ווערט און איז געווען וועריד צווישן 0.25 און 2. די מאָלאַר פאַרהעלטעניש פון במפּ-טפסי צו לי-טפסי איז געהאלטן בייַ 3 (קאָראַספּאַנדינג צו 1 ב לי-יאָן לייזונג).פּאַמעלעך דריינג איז נייטיק צו טייַנען די סטראַקטשעראַל אָרנטלעכקייַט פון די מאַנאַליט סטרוקטור (זען מאַטעריאַלס און מעטהאָדס).פיגורע 1אַ ווייזט אַ פאָטאָגראַפיע פון ​​​​אַ מאַנאַליטיק פּעללעט באקומען נאָך וואַקוום דרייינג.די 72-שעה וואַקוום דרייינג איז גענוג צו באַזייַטיקן אַלע די נעץ ביז אַ פונט ווו אַלע פריי וואַסער איז אַוועקגענומען בשעת די אַדסאָרבעד אייז וואַסער שיכטע איז געבליבן גאָר בעשאָלעם, ווי באשטעטיקט דורך FTIR.קיין ווייבריישאַנז פֿאַר פֿרייַ וואַסער זענען דיטעקטאַד ביי 1635 סענטימעטער-1 אין קיין פון די סאַמפּאַלז נאָך די וואַקוום דרייינג שריט (Fig. 2).פֿאַר פאַרגלייַך, די FTIR ספּעקטרום פֿאַר אַ נאַנאָ-ססע מוסטער (רענטגענ = 1.5) סטאָרד פֿאַר 1 וואָך אין אַ N2 הענטשקע קעסטל ביי 60% RH איז געוויזן.אין דעם פאַל, אַ קלאָר פֿרייַ וואַסער שפּיץ אויס.אַלע סאַמפּאַלז, אויף די אנדערע האַנט, האָבן געוויזן אַ קלאָר סיגנאַל פֿאַר סילאַנאָל ייבערפלאַך פאַנגקשאַנאַליזיישאַן (Si─OH בענדינג צווישן 950 און 980 סענטימעטער-1) און אַ אַדסאָרבעד אייז וואַסער שיכטע (O─H סטרעטשינג ביי ~ 3540 סענטימעטער-1) די ─OH ייבערפלאַך גרופּעס דורך ה-באַנדינג (מער דעטאַילס אונטן).די ווייאַלז זענען ווייטיד איידער און נאָך די דרייינג שריט צו מעסטן די וואַסער ריטיינד אין די נאַנאָ-ססע (טיש ס 1).שפּעטער, מיר וועלן רעכענען די נומער פון קאָראַספּאַנדינג מאָנאָלייַערס פון ייבערפלאַך-געבונדן אייז לייַערס פון די וידעפדיק וואָג.די וואַקוום-דאַר פּעלאַץ זענען געבראכט אין די הענטשקע קעסטל [<0.1-פּפּם (טיילן פּער מיליאָן) H2O] און סטאָרד אין פארמאכט ווייאַלז צו האַלטן די אָריגינעל וואַסער אינהאַלט.א קליין באַנד איז גענומען פון די פּעללעט פֿאַר ווייַטער כאַראַקטעריזיישאַן.

(א) בילד פון צוויי נאַנאָ-ססע פּעלאַץ (לינקס) סינטאַסייזד אין די וויאַל;נאָך דזשעלאַטיאָן, אַ טראַנספּעראַנט שרייטל איז באקומען.באַמערקונג אַז די פּעללעט איז גאָר טראַנספּעראַנט און איז געווען געגעבן אַ בלוי כיו פֿאַר וויזאַביליטי.ווען די ILE איז אַוועקגענומען, אַ קרישלדיק ווייַס שרייטל בלייבט פֿאַר די העכסט פּאָרעז סיליקאַ מאַטריץ (רעכט).(ב) סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי (SEM) בילד פון די SiO2 מאַטריץ וואָס בלייבט נאָך באַזייַטיקונג פון די ILE.(C) פארגרעסער פון די בילד געוויזן אין (ב) דיפּיקטינג די מעסאָפּאָראָוס נאַטור פון די מאַטריץ מאַטעריאַל מיט עטלעכע מאַקראָפּאָרעס.(ד) טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי (TEM) בילד ווייזן אַ געדיכט פּאַקינג פון 7- צו 10-נם סיליקאַ נאַנאָפּאַרטיקלעס ווי די בנין בלאַקס פון די פּאָרעז מאַטריץ מאַטעריאַל.(E) די פּאָראָסיטי פון די מאַטריץ סטרוקטור איז פּלאַננעד פֿאַר פאַרשידענע מאָלאַר ריישיאָוז פון ILE מיט רעספּעקט צו SiO2 (X ווערט).די דאַשט שורה גיט די טעאָרעטיש פּאָראָסיטי באשלאסן פון די באַנד בראָכצאָל פון ILE און סיליקאַ.די אַסאַטאָון-רינסעד סאַמפּאַלז (שוואַרץ סקווערז) זענען דאַר אין לופט, וואָס גיט פּאַרטיייש ייַנבראָך פון די סטרוקטור פֿאַר X> 0.5.סופּערקריטיקאַל קאָ 2 דרייינג פון עטאַנאָל-רינסעד נאַנאָ-ססע (גרין קרייזן) פּריווענץ ייַנבראָך אַרויף צו X = 2 פֿאַר עקסטרע פּאַמעלעך באַזייַטיקונג פון די קאָ 2 (עפענען קרייַז).בעט, ברונאַוער-עממעטט-טעללער.פאָטאָ קרעדיט: Fred Loosen, imec;Akihiko Sagara, Panasonic.

(א) יר ספּעקטראַ פון די נאַנאָ-ססע ווי דאַר אין וואַקוום (שוואַרץ) און דערנאָך דאַר אין אַ הענטשקע קעסטל מיט 0.0005% רה פֿאַר 9 טעג (בלוי) און יקספּאָוזד צו 30% רה פֿאַר 4 טעג (רויט) און צו 60 % RH פֿאַר 8 טעג (גרין), ריספּעקטיוולי.אַו, אַרביטראַריש וניץ.(ב) סיקליק וואָלטאַממאָגראַמס פון אַ לי / ססע / טין אָנלייגן מיט X וואַלועס פון 1.0 (בלוי), 1.5 (גרין), און 2.0 (רויט) און פון ילע רעפֿערענץ (שוואַרץ);די ינסעט ווייזט די קראַנט אין לאָגאַריטהמיק וואָג.(C) סיקליק וואָלטאַממאָגראַמס פון לי / ססע (רענטגענ = 2) / 40-נם טיאָ 2 אָנלייגן (רויט), ילע (דאַטיד שוואַרץ), און ילע ספּיקאַד מיט 5 וואָג% (ווט%) ה2אָ (לאָך-דאַטיד בלוי שורה);אין (ב) און (C), מעזשערמאַנץ מיט ILE און ILE מיט H2O זענען דורכגעקאָכט אין דריי-ילעקטראָוד קאַנפיגיעריישאַן מיט TiN ווי אַ ארבעטן ילעקטראָוד און לי ווי טאָמבאַנק און רעפֿערענץ ילעקטראָודז.די SCE איז דאַר פֿאַר 2 טעג אין די הענטשקע קעסטל נאָך וואַקוום דרייינג.

די ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי (σi) פון אונדזער וואַקוום-אַננעאַלעד נאַנאָ-ססע געוואקסן מיט באַנד בראָכצאָל פון ילע (רענטגענ ווערט) ווי פֿאַר די פּאַרטאַקאַל קאַמפּאַזאַץ (Fig. S1).אָבער, אין דעם פאַל, די ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי יקסיד אַז פון די ריין ילע זיך מיט מער ווי 200% פֿאַר די העכסטן רענטגענ וואַלועס (Fig. 3).דערצו, די טעמפּעראַטור אָפענגיקייַט פון די נאַנאָ-ססע מיט ענכאַנסט יאָן קאַנדאַקטיוואַטי געוויזן אַ אַנדערש נאַטור ווי אַז פון די ריין ILE: כוועראַז די Li-TFSI אין BMP-TFSI ILE ווייזט אַ קלאָר ענדערונג אין קאַנדאַקטיוואַטי און אַקטאַוויישאַן ענערגיע (שיפּוע) אַרום די מעלטינג פונט פון די געמיש בייַ 29 ° C, די נאַנאָ-ססע מיט ענכאַנסט קאַנדאַקטיוואַטי טוט נישט.אַנשטאָט, עס ווייזט אַ קעסיידערדיק ווערייישאַן אין σi מיט טעמפּעראַטור, ינדאַקייטינג אַז אַ פריער אַניידענטאַפייד טיפּ פון פאַסע אָדער מעסאָפאַסע איז געשאפן, וואָס איז דעמאָלט פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר די ענכאַנסט קאַנדאַקטיוואַטי.דערצו, דער קלענערער שיפּוע און אַזוי נידעריקער אַקטאַוויישאַן ענערגיע פֿאַר דיפיוזשאַן פֿאַר די נאַנאָ-ססע קאַמפּערד מיט די ילע אָנווייַזן פאַרשידענע מאַטעריאַל פּראָפּערטיעס (Fig. S3).עס איז פּאָסטולאַטעד אַז שטאַרק ינטעראַקשאַן צווישן די ייאַניק פליסיק מאַלאַקיולז און די האַרט אייז שיכטע אויף די סיליקאַ סקאַפאַלד איז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר די באמערקט מעסאָפאַסע נאַטור, ווי וועט זיין דיסקאַסט מיט די פארגעלייגט מאָדעל אונטן.

(א) טעמפּעראַטור אָפענגיקייַט פון די קאַנדאַקטיוואַטי פון נאַנאָ-סקעס דאַר פֿאַר 8 טעג אין די הענטשקע קעסטל (גב) מיט X וואַלועס פון 2 (שוואַרץ סקווערז), 1.75 (מאַראַנץ קרייזן), 1.5 (בלוי טריאַנגלעס) און 1.0 (גרין טריאַנגלעס) ) און פון ILE רעפֿערענץ (עפענען סקווערז).(ב) קאַנדאַקטיוואַטי פון נאַנאָ-ססעס אַדישנאַלי דאַר אין גיגאבייט פֿאַר 0 טעג (גרין סקווערז), 10 טעג (שוואַרץ טריאַנגלעס) און 138 טעג (בלוי טריאַנגלעס).(C) קאַנדאַקטיוואַטי קעגן קוואַדראַט וואָרצל פון דרייינג צייט פון נאַנאָ-SCE מיט X וואַלועס פון 2 (שוואַרץ סקווערז), 1.5 (בלוי טריאַנגלעס), 1.0 (גרין טריאַנגלעס) און 0.5 (ברוין דיימאַנדז).(ד) קאַנדאַקטיוואַטי פון נאַנאָ-ססע מיט X = 2 (שוואַרץ סקווערז), 1.5 (בלוי טריאַנגלעס) און 1.0 (גרין טריאַנגלעס) יקספּאָוזד אין אַ נ 2-אָנגעפילט הומידיטי קאַמער.

די אַרגאָן אַטמאָספער אין די הענטשקע קעסטל כּולל ווייניקער ווי 0.1 פּיפּיעם פון וואַסער, וואָס קאָראַספּאַנדז צו 0.0005% RH, אַ פּאַרטיייש וואַסער דרוק פון 0.01 פּאַ, אָדער אַ טוי פונט פון -88 ° C.ווי די נומער פון אַדסאָרבעד וואַסער לייַערס אויף סילאַנאָל-טערמאַנייטיד סיליקאַ איז אין יקוואַליבריאַם מיט דער פּאַרטיייש דרוק פון וואַסער (פיגורע ס 2), די ייבערפלאַך וואַסער וועט סלאָולי דיפיוז אויס פון די נאַנאָ-ססע און סאַבלימאַטע בייַ די עדזשאַז.פיגורע 3C ווייזט די ענדערונג אין קאַנדאַקטיוואַטי פֿאַר 23 μל נאַנאָ-ססע ווי אַ פֿונקציע פון ​​וווינאָרט צייט אין די הענטשקע קעסטל.די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי דיקריסאַז מיט דרייינג ביז עס סאַטשערייץ אין אַ ווערט קאָראַספּאַנדינג צו די סיליקאַ ייבערפלאַך אין יקוואַליבריאַם מיט די וואַסער פּאַרטיייש דרוק פון 0.01 פּאַ אין די הענטשקע קעסטל.אפילו אונטער די עקסטרעם טרוקן טנאָים פון די הענטשקע קעסטל, אין מינדסטער, אַ פּאַרטיייש מאָנאָלייַער פון אַדסאָרבעד וואַסער אויף סילאַנאָל איז פאָרשטעלן, ווייַל ראַמאַן ספּעקטראָסקאָפּי נאָך געוויזן אַ סיגנאַל ביי 3524 סענטימעטער-1, וואָס איז ספּעציפיש פֿאַר דער ערשטער מאָנאָלייַער פון אַדסאָרבעד וואַסער אויף סילאַנאָל. (פיגורע 4 ב).די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי אונטער סאַטשערייטאַד טנאָים איז געווען געזונט אונטער אַז פון די יחיד ILE אין אַלע קאַסעס.דערפֿאַר, די ענכאַנסמאַנט איז נישט גענוג צו פאַרגיטיקן די אָנווער אין ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי פון די קאַנפיינד ILE אין די האַרץ פון די פּאָרע.

(א) IR ספּעקטראַ פון נאַנאָ-SCE מיט אַן X ווערט פון 1.5 (רויט), ILE רעפֿערענץ (שוואַרץ) און SiO2 (בלוי), וואָס ווייַזן אַז די O═S═O גרופּע (1231 סענטימעטער-1) איז ינוואַלווד אין די ינטעראַקשאַן מיט אָה-גרופּעס אויף די סיליקאַ ייבערפלאַך.(ב) ראַמאַן ספּעקטראַ פון נאַנאָ-ססע מיט X וואַלועס פון 2 (שוואַרץ), 1.5 (רויט) און 0.5 (בלוי), וואָס ווייַזן די בייַזייַן פון אייז וואַסער באַנדיד אויף סילאַנאָל-טערמאַנייטיד סילאַקאַ אפילו פֿאַר נאַנאָ-ססע לעבן זעטיקונג (0.0005) % RH) אין אַ הענטשקע קעסטל (30 טעג).(C) פּראָפּאָסעד מאָדעל פֿאַר די ינטעראַקשאַן ינטעראַקשאַן אין די נאַנאָ-ססע מיט דיססאָסיאַטיאָן Li-TFSI אין פריי Li + ווי די TFSI- אַניאָן שאַרעס טייל פון זיין נעגאַטיוו אָפּצאָל מיט די אַדסאָרבעד אייז-TFSI-BMP שיכטע;די פארבן פאָרשטעלן פאַרשידענע עלעמענטן מיט לילאַ (סיליציום), רויט (ליטהיום), טונקל געל (שוועבל), מאַראַנץ (זויערשטאָף), בלוי (ניטראָגען), ווייַס (הידראָגען) און גרין (פלאָרינע).די לילאַ דאַשט שורות פאָרשטעלן די הידראָגען בונד צווישן די O═S גרופּע פון ​​TFSI אַניאָן און די אָה-גרופּעס פון הידראָקסילאַטעד סיליקאַ ייבערפלאַך.די Li + ייאַנז וואָס זענען פריי דורך די דיפּאָלע איבער די אַדסאָרבעד שיכטע קענען מייגרייט דורך סאַבסאַקוואַנט רירעוודיק אָדער דיפיוז ייאַניק פליסיק לייַערס אויבן די צובינד לייַערס.באַמערקונג אַז דיפּענדינג אויף די שטאַרקייַט פון די הידראָגען קייטן און די עקוויוואַלענט אָפּצאָל אויף די סיליקאַ, קייפל אַדסאָרבעד שיכטע קען זיין געשאפן אויך.גאַנץ ספּעקטראַ זענען געוויזן אין Fig.S8.

אַ טשיקאַווע אָבסערוואַציע איז די לינעאַר באַציונג מיט די קוואַדראַט וואָרצל פון דרייינג צייט ווי געוויזן אין Fig. דיפיוזשאַן לימיטעד.באַמערקונג אַז די "דרייינג" אַקערז בלויז אין אַ עפענען סוויווע ווו די רה איז נידעריקער ווי פֿאַר די יקוואַליבריאַם אייז שיכטע.די קאַנדאַקטיוואַטי האט נישט טוישן נאָוטאַבאַל, פֿאַר בייַשפּיל, אין די פארמאכט מאַטבייע סעלז געניצט פֿאַר טעמפּעראַטור-אָפענגיק מעזשערמאַנץ.

די טעמפּעראַטור אָפענגיקייַט פון די נאַנאָ-SCE איז געמאסטן פֿאַר פאַרשידענע צייט פון דרייינג אין די הענטשקע קעסטל.ווי די קאַנדאַקטיוואַטי פון די דאַר נאַנאָ-ססע אַפּראָוטשט אַז פון די ילע, די קעסיידערדיק σי קעגן 1 / ה פּראָופיילז פֿאַר מעסאָפאַסע קאַנדאַקטיוואַטי ביסלעכווייַז געביטן צו די פּראָפיל פֿאַר די ילע, ווידער ריווילינג די קאַפּ אַרום זייַן מעלטינג פונט (פיגורע ס 3).די אָבסערוואַציע ווייַטער שטיצט די האַשאָרע אַז די אייז שיכטע אקטן ווי אַ פאַנגקשאַנאַל שיכטע פֿאַר ינטעראַקשאַן מיט די ILE, וואָס איז געפֿירט צו די מעסאָפאַסע נאַטור אין די נאַנאָ-SCE.דערפאר, ווען די פאַנגקשאַנאַל שיכטע איז אַוועקגענומען, די ILE ווערט בלויז קאַנפיינד אין אַ מעסאָפּאָראָוס אַקסייד מעמבראַנע.

מעזשערמאַנץ פון די עלעקטראָטשעמיקאַל פעסטקייַט פֿענצטער באַשטעטיקן אַז די אייז וואַסער אין די נאַנאָ-SCE איז סטאַביל, ווייַל קיין פּיקס פֿאַר וואַסער רעדוקציע אָדער אַקסאַדיישאַן זענען באמערקט ביי ינערט טין ילעקטראָוד (Fig. 2) אדער אין אַ TiO2 דין-פילם ילעקטראָוד, וואָס אַנדערש אקטן ווי אַן עלעקטראָ-קאַטאַליסט פֿאַר וואַסער רעדוקציע.אַנשטאָט, די עלעקטראָטשעמיקאַל פעסטקייַט פון די נאַנאָ-SCE איז זייער ענלעך צו די פון די ILE און אַזוי לימיטעד דורך די אַקסאַדיישאַן פון TFSI- ביי ילעקטראָוד פּאָטענציעלז> 4.3 V און די רעדוקציע פון ​​TFSI- און BMP + ביי פּאָטענציעלז <1 V קעגן Li + / Li (33).פֿאַר פאַרגלייַך, אַ וואָלטאַממאָגראַם איז געוויזן פֿאַר אַ ILE מיט 5 וואָג% (וו %) וואַסער צוגעגעבן (ענלעך אינהאַלט ווי פֿאַר עטלעכע נאַנאָ-SCE; זען טיש ס 1).אין דעם פאַל, אַ קאַטהאָדיק צווייַג פֿאַר וואַסער רעדוקציע איז געמאסטן גלייך נאָך די לי-ינטערקאַליישאַן שפּיץ פון אַנאַטאַסע ביי 1.5 וו קעגן לי + / לי.

די טערמאַל און (עלעקטראָו) כעמישער פעסטקייַט פון די נאַנאָ-ססע איז מערסטנס באשלאסן דורך די ILE פיללער.טערמאָגראַווימעטריק אַנאַליסיס (טגאַ) געוויזן טערמאַל פעסטקייַט פון די SCE און ILE אַרויף צו 320 ° C, יראַספּעקטיוו פון די ילע-צו-סיליקאַ פאַרהעלטעניש (Fig. S4).העכער דעם טעמפּעראַטור, די Li-TFSI און BMP-TFSI צעלייגנ גאָר צו וואַלאַטאַל קאַמפּאָונאַנץ, און בלויז די סיליקאַ מאַטריץ בלייבט אַרום 450 ° C.דער מאַסע פּראָצענט רוען נאָך טערמאַל דיקאַמפּאָוזישאַן טאַקע מאַטשט זייער גוט מיט די בראָכצאָל פון סיליקאַ אין די SCE.

די נאַנאָ-ססע געוויזן קיין קלאָר מיקראָסטרוקטורע אין די סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי (סעם) אַחוץ פֿאַר אַ גלאַט ייבערפלאַך מיט עטלעכע סיליקאַ פּאַטשאַז פּיקינג אויס (פיג. ס 5).די ספּעציפיש געדיכטקייַט פון די SCE איז באשלאסן מיט אַ העליום פּיקנאָמעטער און איז געווען אַרום 1.5 ג / קמ 3 פֿאַר אַלע רענטגענ וואַלועס (טיש ס 1).די פול סיליקאַ מאַטריץ איז גילוי דורך טידיאַס יקסטראַקשאַן פון די ILE אין אַ סאַלוואַנט (זען מאַטעריאַלס און מעטהאָדס).דורך קערפאַלי דרייינג אין די קריטיש פונט פון CO2, בעשאָלעם אַירגעל מאַנאַליטס קען זיין באקומען ווי דער געוויזן אין Fig. 1 אַ.SEM דורכקוק ווייזט אַ סקאַפאַלד פון מעסאָפּאָראָוס סיליקאַ מיט 10-30-נם פּאָרע דיאַמעטער, וואָס איז אלנגעוויקלט אַרום גרעסערע מאַקראָפּאָרעס פון 100-150 נם, ווי קענען זיין געזען אין Fig. 1 (ב און C).הויך-האַכלאָטע טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי (TEM) (Fig. 1D) ווייַטער יקספּאָוזד אַ מיקראָסטרוקטור קאַמפּאָוזד פון ענג פּאַקט סיליקאַ נאַנאָפּאַרטיקלעס.דער דורכשניטלעך פּאַרטאַקאַל דיאַמעטער ריינדזשד פון 7 צו 14 נם פֿאַר X וואַלועס צווישן 0.5 און 1.5.

די ספּעציפיש ייבערפלאַך געגנט [Brunauer-Emmett-Teller (BET)], פּאָראָסיטי, דורכשניטלעך פּאָרע גרייס און פּאָרע גרייס פאַרשפּרייטונג זענען באשלאסן מיט N2 אַדסאָרפּטיאָן / דעסאָרפּטיאָן מעזשערמאַנץ (טיש ס 1 און פייג ס 6).טייל ייַנבראָך פון די סטרוקטור און אַנקאַמפּליטיד באַזייַטיקונג פון אַדסאָרבעד ILE קען אַ ביסל מיסרעפּרעסענט די נומערן.אָפּגעהיט יקסטראַקשאַן פון די ייאַניק פליסיק און פּאַמעלעך דרייינג ניצן סופּערקריטיקאַל CO2 צוגעשטעלט, אָבער, פאַרלאָזלעך רעזולטאַטן נאָענט צו די דערוואַרט פּאָראָסיטי קאַלקיאַלייטיד פון די באַנד בראָכצאָל פון ילע צו סיליקאַ (Fig. 1).די BET ייבערפלאַך געגנט ריינדזשאַז צווישן 800 און 1000 מ 2 / ג.די דורכשניטלעך פּאָרע גרייס באקומען פון די שיפּוע פון ​​די יסאָטהערם ריינדזשד צווישן 7 און 16 נם.אין דערצו, אַ קלענערער בראָכצאָל פון גרעסערע פּאָרעס אַרויף צו וועגן 200 נם איז געמאסטן (פיגורע ס 6), אין לויט מיט סעם אַבזערוויישאַנז.דער פּאָרע דיאַמעטער קאָראַספּאַנדז זייער גוט מיט צוויי מאָל די עקוויוואַלענט גרעב פון די ILE שיכטע באקומען פון די ILE באַנד בראָכצאָל און די BET ייבערפלאַך געגנט, טייַטש אַז די מעסאָפּאָרעס זענען גאָר אָנגעפילט מיט ILE.

די רעפּאָרטעד BET ייבערפלאַך געגנט איז בלויז פֿאַר די מעסאָפּאָרעס און מאַקראָפּאָרעס.פֿאַר אַסאַטאָון-רינסעד מאַטריץ, מיקראָפּאָרעס (~0.6 נם) זענען אויך געמאסטן.די מיקראָפּאָרעס זענען געפונען צווישן די יחיד סיליקאַ נאַנאָפּאַרטיקלעס וואָס מאַכן די סטרוקטור ווי די געוויזן אין די TEM בילד פון Fig. 1D.א מאַקסימום נאָך ייבערפלאַך שטח צווישן 650 (רענטגענ = 0.5) און 360 מ 2 / ג (רענטגענ = 1.5) איז עסטימאַטעד (טיש ס 1).

ביידע FTIR און Raman ספּעקטראַ ווייַזן קלאָר זאָגן פֿאַר סילאַנאָל גרופּעס מיט אַדסאָרבעד אייז וואַסער מאַלאַקיולז אויף די הויך-פּאָראָסיטי סיליקאַ מאַטריץ מיט עקסטרעם עפעקטיוו ייבערפלאַך געביטן פון יקסיד 1400 מ 2 / ג ווען גענומען אין חשבון מיקראָפּאָרעס, מעסאָפּאָרעס און מאַקראָפּאָרעס.צווישן נול און דריי וואַסער מאָנאָלייַערס זענען עסטימאַטעד פון די וידעפדיק וואַסער אין די נאַנאָ-ססע פֿאַר X <1.75.פֿאַר פּלאַנער סיליקאַ, די ערשטע דריי מאָנאָלייַערס פון אַסאָרבעד וואַסער זענען טאַקע געהאלטן יממאָביל און האַרט-ווי ווייַל פון זייער שטאַרק הידראָגען באַנדינג צו די אָה-טערמאַנייטאַד ייבערפלאַך (32) (זען פייג. ס 2).די O─H אויסשטרעקן פֿאַרבונדן מיט סילאַנאָל הידראָגען בונד צו אַן אייז וואַסער שיכטע איז געפֿונען ביי 3540 סענטימעטער-1 אין די FTIR ספּעקטראַ.אַלע נאַנאָ-ססעס ווייַזן, טאַקע, אַ בוילעט שפּיץ ביי 3540 סענטימעטער-1 פֿאַר אייז וואַסער נאָך וואַקוום דרייינג און נאָך דרייינג אין די הענטשקע קעסטל (Fig. 2).אפילו פֿאַר די יקוואַליברייטיד נאַנאָ-ססע ביי 0.0005% רה (הענקל קעסטל), ראַמאַן ספּעקטראָסקאָפּי נאָך געוויזן דעם בייַזייַן פון בייַ מינדסטער אַ פּאַרטיייש מאָנאָלייַער (Fig. 4 ב).דער פערט מאָנאָלייַער אויף פּלאַנער סיליקאַ איז געגלויבט צו זיין אַ טראַנזישאַנאַל שיכטע, טייַטש אַז עס איז נאָך אַדסאָרבעד און ריסטריקטיד אָבער קען האָבן עטלעכע מאָביליטי.פון די פינפטע שיכטע אן ווערט דאס וואסער רירעוודיק און פליסיק-ווי.פליסיק-ווי וואַסער וועט ווייַזן זיך אין העכער כוואַליע נומערן אין די FTIR ספּעקטרום רעכט צו דער נידעריקער גראַד פון ה-באַנדינג אין פליסיק וואַסער.פֿאַר די נאַנאָ-ססע יקספּאָוזד צו 60% RH, די 3540-cm-1 פּיק טאַקע ווייזט נאָך ווייבריישאַנז שיפטיד צו העכער כוואַליע נומערן ווייַל פון די נאָך אַדסאָרבעד פליסיק וואַסער שיכטע.טשיקאַווע אין דעם אַכטונג איז דער עקספּערימענט ווו די מוסטער איז געווען יקספּאָוזד צו 30% רה, ווי קיין פליסיק וואַסער איז נאָך דערוואַרט אויף סיליקאַ אין דעם הומידיטי (Fig. S2).פֿאַר דעם מוסטער, בלויז די 3540 סענטימעטער-1 שפּיץ פֿאַר אייז וואַסער איז געזען אין FTIR.אין דערצו, קיין פריי וואַסער שפּיץ איז געווען דיטעקטאַד ביי 1635 סענטימעטער-1 אפילו נאָך 4 טעג ביי 30% רה.דעם מיטל אַז וואַסער איז נישט גענומען דורך די היגראָסקאָפּיק Li-TFSI צעלאָזן אין די הידראָפאָביק BMP-TFSI אַמאָל די נאַנאָ-SCE איז דאַר דורך וואַקוום באַהאַנדלונג.דעריבער, קיין נאָך וואַסער אין די SCE וועט זיין אַדסאָרבעד אויף די אָה-טערמאַנייטאַד סיליקאַ ייבערפלאַך.דעריבער, ווי פֿאַר פּלאַנער סיליקאַ, די SCE סיליקאַ מאַטריץ איז אין יקוואַליבריאַם מיט דער פּאַרטיייש דרוק פון וואַסער אין די סוויווע.

צו פּרובירן דעם כייפּאַטאַסאַס ווייַטער, די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי פון נאַנאָ-ססע (רענטגענ = 1, 1.5, און 2) איז געמאסטן אין פאַרשידענע% RH;די סאַמפּאַלז זענען יקספּאָוזד צו אַ קאַנטראָולד געמיש פון טרוקן און מויסאַנד נ 2 גאַז אין אַ הענטשקע קעסטל פֿאַר 2 טעג צו לאָזן די אַדסאָרבעד וואַסער קאַווערידזש צו דערגרייכן יקוואַליבריאַם (Fig. 3 ד).פֿאַר די פונקטן ביי ~ 0% RH, די קאַנדאַקטיוואַטי פֿאַר די יקוואַליברייטיד נאַנאָ-SCE אין די הענטשקע קעסטל איז גענומען.אַסטאַנישינגלי, די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי קעגן רה (%) פּראָפיל נאכגעגאנגען די דערוואַרט נאַטור פֿאַר וואַסער אַדסאָרפּטיאָן אויף פּלאַנער סיליקאַ (Fig. S2).צווישן 0 און 30% RH, די קאַנדאַקטיוואַטי געוואקסן מיט ינקריסינג RH.ווי דערוואַרט פֿאַר אַ פאַרגרעסערן אין אַדסאָרבעד אייז שיכטע געדיכטקייַט און גרעב (קאָראַספּאַנדינג מיט 1-3 אייז לייַערס אויף פּלאַנער סיליקאַ).באַמערקונג אַז FTIR געוויזן אַז קיין פריי וואַסער איז געווען פאָרשטעלן אין די נאַנאָ-ססע פֿאַר עטלעכע טעג ביי 30% RH.א יבערגאַנג איז געזען אַרום 50% RH, קאָראַספּאַנדינג מיט טנאָים ווו אַ טראַנזישאַנאַל אַדסאָרבעד וואַסער שיכטע איז דערוואַרט פֿאַר פּלאַנער סיליקאַ.יווענטשאַוואַלי, אַ בוילעט סטעפּט פאַרגרעסערן אין יאָן קאַנדאַקטיוואַטי איז געפֿונען צו 60% און העכער הומידיטיעס, ווו, אין געראָטנקייַט מיט פּלאַנער סיליקאַ, איצט אויך אַ פליסיק-ווי וואַסער שיכטע איז מסתּמא געשאפן אין די צובינד צווישן די סיליקאַ און די עמבעדיד ILE.מיט FTIR, אַ פליסיק וואַסער שיכטע אויף די אייז שיכטע איז איצט דיטעקטאַד דורך די יבעררוק פון די סילאַנאָל / אייז / וואַסער וויבריישאַן שפּיץ צו העכער ענערגיע (Fig. 2A).די באמערקט ענדערונג אין קאַנדאַקטיוואַטי איז ריווערסאַבאַל;אַזוי, די נאַנאָ-ססע קענען שפּילן ווי אַ הומידיטי סענסער און אַ לי-יאָן עלעקטראָליטע.פֿון פיגור 3 ד, די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי פון די נאַנאָ-ססע מיד נאָך וואַקוום אַנניאַל קאָראַספּאַנדז מיט אַ יקוואַליבריאַם כיידרייטאַד סילאַקאַ פון ~ 10% רה.די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי פֿאַר זעטיקונג אין טרוקן צימער טנאָים (~0.5% RH) וואָלט זיין אַרום 0.6 מס / סענטימעטער (פֿאַר X = 2).דער עקספּערימענט דעמאַנסטרייץ די ווירקונג פון ינטערפאַסיאַל וואַסער אויף די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי.פֿאַר RH> 60%, די העכער יאָן קאַנדאַקטיוואַטי קען זיין דערקלערט דורך פאַסטער דיפיוזשאַן פון סאָלווייטיד לי+ דורך די פליסיק-ווי שיכטע.אָבער, אין דעם פאַל פון אַ האַרט אייז שיכטע, די Li + יאָן דיפיוזשאַן וואָלט זיין אַ האַרט-שטאַט טיפּ דיפיוזשאַן און אַזוי סלאָוער ווי דורך די ייאַניק פליסיק זיך.אַנשטאָט, די ענכאַנסמאַנט איז אַטריביאַטאַד צו ענכאַנסט אַדסאָרפּטיאָן פון די אָרגאַניק אַניאַנז און קיישאַנז פון די לי-זאַלץ און ייאַניק פליסיק מאַלאַקיולז, ווי פארגעלייגט אין די מאָדעל אונטן.

מיר פאָרשלאָגן אַ מאָדעל ווו די ייאַניק פליסיק מאַלאַקיולז זענען אַדסאָרבעד אויף די סיליקאַ ייבערפלאַך דורך ה-בריקן מיט די יממאָביל ייַז שיכטע אויף די סילאַנאָל גרופּעס (פיגורע 4).די ינטרינסיק נאַטור פון די כיידראַלאַסאַס קאַנדאַנסיישאַן אָפּרוף גיט די העכסטן סילאַנאָל געדיכטקייַט (4 × 1014 צו 8 × 1014 סענטימעטער-2, וואָס שוועבעלעך געזונט מיט די געדיכטקייַט פון איין מאָנאָלייַער פון אייז מיט ~ 8 × 1014 וואַסער מאַלאַקיולז פּער קמ2) (34).עווידענסע פֿאַר מאָלעקולאַר ינטעראַקשאַנז צווישן די אָ אַטאָמס פון די TFSI אַניאַנז און די סיליקאַ איז געגעבן דורך FTIR, וואָס ווייזט אַ דאַבלינג פון די O═S═O שפּיץ פֿאַר אַלע נאַנאָ-SCE קאַמפּערד מיט די ILE רעפֿערענץ (Fig. 4A; פול ספּעקטראַ). אין פייג. S8).די יבעררוק פון די נאָך שפּיץ מיט וועגן -5 סענטימעטער-1 פֿון 1231 סענטימעטער-1 ינדיקייץ די באַנדינג פון די O═S═O גרופּעס פֿאַר בייַ מינדסטער טייל פון די TFSI אַניאָנס.דעריבער, ה-באַנדינג פון די TFSI אַניאָנס אויף די אייז וואַסער שיכטע איז אנגענומען.דערנאָך, די גרויס כיידראָופאָביק במפּ קיישאַנז אַססאָסיאַטע מיט דער ערשטער TFSI שיכטע, קאַמפּליטינג דער ערשטער אַדסאָרבעד שיכטע פון ​​ייאַניק פליסיק מאַלאַקיולז.ווי פֿאַר די אייז שיכטע, די אַדסאָרבעד BMP-TFSI מאַלאַקיולז זענען געמיינט צו זיין מערסטנס יממאָביל, אַזוי יקסטענדינג די האַרט-ווי אייז שיכטע אויף די סיליקאַ ייבערפלאַך.ווי די TFSI אַניאָן האט אַ סיממעטריק O═S═O גרופּע, איין זויערשטאָף אַטאָם קענען ינטעראַקט מיט די הידראָקסילאַטעד סיליקאַ ייבערפלאַך בשעת די אנדערע פארמען די סטיקינג פונקטן פֿאַר די במפּ קיישאַנז.די TFSI אַניאָן אויך האט צוויי O═S═O גרופּעס, אַשורינג פעסט אַדסאָרפּטיאָן און געדיכט אָרדערינג פון די אַניאָן מאָנאָלייַער.אַדסאָרפּטיאָן איז מערסט עפעקטיוו אין דעם פאַל פון אַ געדיכט ייַז שיכטע מיט די העכסטן געדיכטקייַט פון אָה-גרופּעס ווי פּאָטענציעל סטיקינג פונקטן.אין דעם בייַזייַן פון בלויז סילאַנאָל גרופּעס, די אַדסאָרפּטיאָן קען נישט זיין שטאַרק גענוג צו פאָרעם אַ קעסיידערדיק אַדסאָרבאַטע שיכטע.אין דערצו, אַ ינקריסינג נומער פון אייז מאָנאָלייַערס זענען באקאנט צו פאַרגרעסערן די שטאַרקייַט פון די הידראָגען בונד (35).באַמערקונג אַז די מאָלעקולאַר ינטעראַקשאַנז צווישן די BMP קאַטיאָן און די אָרדערד TFSI מאָנאָלייַער וועט זיין אַנדערש ווי אין די ייאַניק פליסיק, ווו די TFSI אַניאָן האט ראָוטיישאַנאַל פרייהייט און קיין פּאָולעראַזיישאַן פון אַ אַנדערלייינג ייבערפלאַך.די באַשולדיקונג פון די גרויס במפּ קאַטיאָן איז טאַקע פונאנדערגעטיילט איבער די פילע אַטאָמס דורך פּאָולעראַזיישאַן פון די ינטרינסיק קייטן און דורך מאָלעקולאַר ינטעראַקשאַנז מיט זייַן כעמישער סוויווע און, ספּאַסיפיקלי, די אַדסאָרבעד TFSI אַניאָן.די H-באַנדינג צווישן די אָ-גרופּע פון ​​די TFSI אַניאָן און די אָה-טערמאַניישאַן פון די אייז שיכטע איצט ינטראַדוסיז אַ דיפּאָלע איבער דער ערשטער אַדסאָרבעד שיכטע, ינדוסינג ווייַטער מאָלעקולאַר אָרדערינג דורך פאַרבאַנד.עס איז געגלויבט אַז אין דעם פונט, די קלענערער Li-TFSI מאַלאַקיולז אַבזאָרבז אויף די מאָלעקולאַר שיכטע, וואָס די TFSI אַניאָן איצט קאַמפּאַנסייץ די ריזידזשואַל positive דיפּאָלאַר אָפּצאָל פון איינער אָדער מער פון די BMP קיישאַנז אין דער אויבערשטער שיכטע, דערפאר לוסאַנינג זיין פאַרבאַנד מיט זיין לי יאָן.אין דעם וועג, די קאַנסאַנטריישאַן פון פריי Li + איז געוואקסן אין דעם צובינד, לידינג צו העכער יאָן קאַנדאַקטיוואַטי.דעריבער, דענסער און טיקער אייז לייַערס אַרייַנפיר אַ גרעסערע דיפּאָלע מיט אַ העכער ריזידזשואַל אָפּצאָל צו פאַרגיטיקן, געבן אַ פּראַפּאָרשאַנאַל העכער פריי Li + קאַנסאַנטריישאַן און אַזוי יאָן קאַנדאַקטיוואַטי.

אויף שפּיץ פון די אַדסאָרבעד ILE שיכטע, אָדער אן אנדער ILE שיכטע קענען אַדסאָרב ענלעך צו די אייז מולטילייַערס אויף סיליקאַ אָדער די דיפּאָלע ציען פון די אייז שיכטע איז צו שוואַך און אַ לייטלי געבונדן ILE איז אויף שפּיץ, וואָס דעמאָלט קענען צושטעלן פליסיק-ווי קאַנדאַקשאַן פֿאַר די לי + ייאַנז רעלעאַסעד אין דער נידעריקער אַדסאָרבעד שיכטע (Fig. 4C).די ענדערונג אין פריי Li + יאָן קאַנסאַנטריישאַן איז געווען קאָרראָבאָראַטעד דורך ביידע NMR און Raman ספּעקטראָסקאָפּי מעזשערמאַנץ.די ראַמאַן מעזשערמאַנץ מינאַצאַד ווייַזן אַז אַ גרעסערע בראָכצאָל פון פֿרייַ לי+ ייאַנז זענען טאַקע פאָרשטעלן אין די נאַנאָ-ססע מיט מער אייז וואַסער לייַערס געבונדן צו די סיליקאַ (פיגורע 5).די ראַמאַן מעסטן די פאַרבאַנד פון די קאַטיאָן מיט TFSI דורך פּראָובינג די ווייבריישאַן פון די N-גרופּע פון ​​די TFSI אַניאָן (36).אין די ריין BMP-TFSI ייאַניק פליסיק, בלויז אַ איין שפּיץ ביי 741 סענטימעטער-1 איז געזען.אין דעם פאַל פון די ריין ILE, אַן נאָך שפּיץ איז געזען ביי 746 סענטימעטער-1 ווו צוויי TFSI אַניאַנז קאָואָרדאַנאַט מיט אַ איין Li + יאָן [זען דעניטי פאַנגקשאַנאַל טעאָריע (DFT) חשבונות אין מאַטעריאַלס און מעטהאָדס].פֿאַר אַלע נאַנאָ-ססעס, די שפּיץ ינטענסיטי ביי 746 סענטימעטער-1 איז שוואַך ווי אַז פֿאַר ILE, וואָס ינדיקייץ אַ קלענערער בראָכצאָל פון פֿאַרבונדן לי-TFSI און, דעריבער, אַ גרעסערע בראָכצאָל פון ניט-אַססאָסיאַטעד אָדער פריי Li + קיישאַנז.דער שפּיץ דיקריסאַז דראַסטיקלי פֿאַר די נאַנאָ-ססע וואָס ווייַזן די העכסטן קאַנדאַקטיוואַטי ענכאַנסמאַנט, הייסט יענע מיט די טיקיסט ייַז שיכטע.פֿאַר די נאַנאָ-SCE אין יקוואַליבריאַם אין די הענטשקע קעסטל, נאָך, אַ בראָכצאָל פון פריי Li + איז געמאסטן כאָטש פיל קלענערער ווי פֿאַר די וואַקוום-אַניילד סאַמפּאַלז.די פאַרהעלטעניש פון די שפּיץ ינטענסיטיעס פֿאַר די 746 איבער 741 סענטימעטער-1 ראַמאַן שיפץ דעמאָלט איז אַ מאָס פון די פאַרהעלטעניש פון פריי צו TFSI-פארבונדן לי-יאַנז (פיגורע 5 ב).די לינעאַר פאַרגרעסערן אין פריי Li + יאָן בראָכצאָל מיט X ווערט נייסלי גייט די גאַנג פון קאַנדאַקטיוואַטי ענכאַנסמאַנט מיט די X ווערט אין פייג. 3B, ביידע פֿאַר וואַקוום דאַר נאַנאָ-ססע (טאָג 0) און די SCE אין יקוואַליבריאַם מיט די הענטשקע קעסטל דריינאַס (טאָג). 138).

(א) ראַמאַן ספּעקטראַ פון אַ ייאַניק פליסיק (IL; דאַטיד בלוי שורה) און ILE רעפֿערענץ (ILE; לאָך-דאַטיד שורה) פון ווי צוגעגרייט נאַנאָ-ססע (וואַקוום דאַר) מיט X וואַלועס פון 0.5 (גרין), 1.5 (געל) , און 2 (ברוין) און פון נאַנאָ-ססע (רענטגענ = 1.5) אַדישנאַלי דאַר אין הענטשקע קעסטל פֿאַר 30 טעג אָדער לעבן זעטיקונג ביי 0.0005% רה (רויט).די ווערטיקאַל שורות שטעלן די ראַמאַן יבעררוק פֿאַר TFSI מיט זיין N צענטער קאָואָרדאַנייטיד צו Li+ (746 סענטימעטער-1) און ניט קאָואָרדאַנייטיד צו Li+ (741 סענטימעטער-1), ריספּעקטיוולי.(ב) פאַרהעלטעניש פון פריי צו קאָואָרדאַנייטיד לי + פון נאַנאָ-ססע ווי סינטאַסייזד (וואַקוום דאַר, שוואַרץ קרייזן) און אַדישנאַלי דאַר אין הענטשקע באָקסעס מיט 0.0005% רה פֿאַר 30 טעג (בלוי דיימאַנדז), קאָראַספּאַנדינג צו די פאַרהעלטעניש פון די ינאַגרייטיד ינטענסיטי פון די ראַמאַן פּיקס (746 סענטימעטער-1 איבער 741 סענטימעטער-1).(C) PFG-NMR-דערייווד לי + זיך דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנט פון נאַנאָ-ססע (רויט דיימאַנדז) און ILE רעפערס.(שוואַרץ סקווערז) ווי אַ פֿונקציע פון ​​די מעהאַלעך צווישן די גראַדיענט מאַגנעטיק פעלד פּאַלסיז.די טעאָרעטיש פּיקס אויף ראַמאַן ספּעקטראַ זענען סימיאַלייטיד ניצן DFT כעזשבן.

פֿון פּולסעד-פעלד גראַדיענט נמר (PFG-NMR), די זיך-דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנט פון די פאַרשידענע רירעוודיק לי-יאָן מינים איז באשלאסן ווי אַ פֿונקציע פון ​​די מעהאַלעך צווישן די גראַדיענט מאַגנעטיק פעלד פּאַלסיז ∆ פֿאַר די ILE פליסיק רעפֿערענץ און פֿאַר אַ נאַנאָ- SCE (X = 1.5) מיט דער זעלביקער יאָן קאַנדאַקטיוואַטי פון 0.6 מס / סענטימעטער (Fig. 5C).די Li + זיך-דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנט אין די ILE רעפֿערענץ איז קעסיידערדיק, ינדאַקייטינג אַז בלויז איין אָדער קייפל לי מינים מיט זייער ענלעך מאָביליטי זענען פאָרשטעלן אין די פליסיק.פֿאַר די נאַנאָ-SCE, די זיך-דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנט וועריד מיט ∆ און יקסידיד די פון ILE אין קורץ ∆, וואָס ינדיקייץ די בייַזייַן פון שנעל-מאָווינג מינים וואָס ריספּאַנד בלויז אין קורץ ינטערוואַלז צווישן מאַגנעטיק פעלד פּאַלסיז.דער גראַדיענט אין זיך-דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנט סאַגדזשעסץ אַז ווייַטער צו די פאַרגרעסערן אין פריי לי-יאָן קאַנסאַנטריישאַן, ווי ינפערד פון ראַמאַן ספּעקטראַסקאָפּי, די אַקטאַוויישאַן ענערגיע פֿאַר דיפיוזשאַן איז אויך לאָוערד אין די מעסאָפאַסע צובינד שיכטע.דאָס שטיצט די קאַנדאַקטיוואַטי ענכאַנסמאַנט ינטראָודוסט דורך די (מער) פריי Li + ייאַנז אין די מעסאָפאַסע שיכטע.אין מער ∆, די זיך-דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנט איז נידעריקער ווי די פון די ILE רעפֿערענץ.דאָס קאָרראָבאָראַטעס די פיל נידעריקער יאָן קאַנדאַקטיוואַטי פֿאַר די הענטשקע קעסטל-סאַטשערייטאַד נאַנאָ-SCE קאַמפּערד מיט ILE.די ILE קאַנפיינד אין די האַרץ פון די מעסאָפּאָרעס וועט האָבן אַ העכער וויסקאָסיטי רעכט צו דער ריסטריקשאַן פון מאָלעקולאַר באַוועגונג.דערפֿאַר, די ענכאַנסמאַנט דורך שאַפונג פון פיל פאַסטער דיפיוזינג לי-יאַנז ביי די סיליקאַ / אייז / ILE צובינד האט צו אָוווערקאַמפּאַנסייט די פאַרקלענערן אין קאַנדאַקטיוואַטי אין די האַרץ פון די פּאָרע.דעם דערקלערט דער אַוועק פון ענכאַנסמאַנט אין די פּאַרטאַקאַל-באזירט סיסטעמען ווו די ינטערפייסיז טאָן ניט צושטעלן גענוג יאָן קאַנדאַקשאַן העכערונג (Fig. S1).

די עלעקטראָטשעמיקאַל פעסטקייַט פון די נאַנאָ-ססע קעגן ליטהיום מעטאַל איז טעסטעד ניצן אַ דרייַ-ילעקטראָוד סעטאַפּ (סכעמאַטיש פון די סעטאַפּ איז געוויזן אין Fig. S7).די קראַנט-פּאָטענציעל כאַראַקטעריסטיש פון לי / ססע (רענטגענ = 1.5) און לי / ילע האַלב-צעל זענען געוויזן אין פיגורע 6אַ.ווי פֿאַר די עלעקטראָטשעמיקאַל פֿענצטער אין Fig. 2, די עלעקטראָטשעמיסטרי איז לימיטעד דורך די ילע פיללער.ריווערסאַבאַל ליטהיום פּלייטינג און סטריפּינג זענען באמערקט.א סטאַביל האַרט עלעקטראָליטע ינטערפאַסע (SEI) שיכטע איז געשאפן ביי מעטאַלליק ליטהיום מיט אַ RSEI פון וועגן 0.9 קילאָ-אָהם·קמ2, פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר די גרויס יר קאַפּ אין די יו ויסבייג אויף ביידע די קאַטאָדיק און אַנאָדיק זייטן.די קאַטהאָדיק קראַנט אין די ריין ILE סאַלושאַנז האט נישט ווייַזן קיין היסטערעסיס אַראָפּ צו -2.5 מאַ / קמ2.אָבער, די אַנאָדיק דיסאַלושאַן געוויזן אַ פּאַסיוויישאַן שפּיץ מיט אַ פעסט-שטאַט אַנאָדיק קראַנט פון בלויז 0.06 מאַ / קמ2.די קאַטהאָדיק קראַנט צווייַג ביי די האַרט-האַרט Li / SCE צובינד געוויזן קיין היסטערעסיס פֿאַר קאַטהאָדיק קעראַנץ ווייניקער ווי -0.5 מאַ / קמ2.די קעגנשטעל פון די SEI איז, אָבער, וועגן טאָפּל.סימילאַרלי, די אַנאָדיק שפּיץ איז געווען נידעריקער און די פעסט-שטאַט קראַנט נאָך די אַנאָדיק פּאַסיוויישאַן שפּיץ איז געווען 0.03 מאַ / קמ2, בלויז האַלב פון די ריין ILE לייזונג.די פאָרמירונג פון SEI און פּאַססיוויישאַן לייַערס אין די פּאָרעס פון די SCE לימאַץ די קראַנט אין ליטהיום מעטאַל.ביידע וואָלטאַממאָגראַמס פֿאַר די Li / ILE און Li / SCE ילעקטראָודז זענען רעפּראָדוסיבלע אויף קייפל סייקאַלז, וואָס ינדיקייץ אַז די אַנאָדיק פּאַסיוויישאַן שיכטע און כעמישער SEI שיכטע זענען ריווערסאַבאַל און סטאַביל.די פּאַמעלעך דיסאַלושאַן קינעטיק ביי די Li / SCE צובינד סאַווירלי לימאַץ די פאָרשטעלונג פון האַלב-סעלז געמאכט מיט לי מעטאַל אַנאָדעס אונטן.

(א) סייקליק וואָלטאַממאָגראַם פון נאַנאָ-ססע (רענטגענ = 1.5, ווי סינטאַסייזד נאָך וואַקוום דרייינג) (רויט) און ילע רעפֿערענץ (שוואַרץ) געמאסטן אין דריי-ילעקטראָוד קאַנפיגיעריישאַן מיט לי ווי ארבעטן, טאָמבאַנק און רעפֿערענץ ילעקטראָודז (SEI קעגנשטעל עסטימאַטעד פֿון IR קאַפּ אויף קאַטאָדיק קראַנט איז 0.9 און 1.8 קילאָ-אָהם·קמ2 פֿאַר ILE און SCE, ריספּעקטיוולי).(ב) גאַלוואַניק אָפּצאָל / אָפּזאָגן קורוועס פון לי / ססע (רענטגענ = 1) / 100-נם דין-פילם לימנ2אָ4 צעל פֿאַר פינף סייקאַלז ביי C-ראַטעס פון 1C, 5C און 20C.(C) סייקליק וואָלטאַממאָגראַמס פון די לי / ססע / 40-μם Li4Ti5O12 און Li / SCE / 30-μm LiFePO4 פּודער ילעקטראָוד סעלז (1 מוו / s).(ד) גאַלוואַניק אָפּצאָל / אָפּזאָגן קורוועס פון לי / ססע / 40-μם Li4Ti5O12 פּודער ילעקטראָוד ביי 1C, 0.1C, 0.2C, און 0.02C.(E) גאַלוואַניק אָפּצאָל / אָפּזאָגן קורוועס פון די לי / ססע / 30-μם LiFePO4 פּודער ילעקטראָוד ביי 1C, 0.5C, 0.2C, 0.1C, 0.05C, און 0.01C.(F) קאַפּאַציטעט (אָנגעפילט דיימאַנדז פֿאַר דעליטהאַטיאָן און עפענען סקווערז פֿאַר ליטהיאַטיאָן) קעגן ציקל נומער פון די Li/SCE/30-μm LiFePO4 פּודער ילעקטראָוד;די גרעב פון די SCE אין די סעלז איז וועגן 280 μם.די געדיכטקייַט פון די LFP און LTO קאַטאָוד איז וועגן 1.9 און 11.0 מג / קמ 2 ריספּעקטיוולי.(ג) פּאָטענציעל קעגן צייט קורוועס פון אַ לי / ססע / לי סטאַק סייקאַלד ביי קראַנט דענסאַטיז פון 0.1, 0.2, 0.5 און 0.1 מאַ / קמ2.(ה) די 1, 10, 125 און לעצטע פּאָולעראַזיישאַן פון די לי / ססע / לי אָנלייגן סטרעסט ביי 0.1 מאַ / קמ2, געוויזן אין (ג).פֿאַר (ג) און (ה), די ססע האט אַ קאַנדאַקטיוואַטי פון 0. 34 מס / סענטימעטער, און די גרעב פון די ססע שרייטל איז 0.152 סענטימעטער.

א 100-nm LiMn2O4 (LMO) דין פילם איז געניצט ווי אַ מאָדעל positive ילעקטראָוד צו פּרובירן ביידע די פעסטקייַט פון די נאַנאָ-SCE און די ילעקטראָוד מאַטעריאַל בשעת ילימאַנייטינג פּאָטענציעל צובינד ישוז אין פּאַרטאַקאַל קאַמפּאַזאַט ילעקטראָודז (37).די סייקלינג פאָרשטעלונג פון די דין פילם ילעקטראָוד / SCE אָנלייגן דעמאַנסטרייץ די פעסטקייַט פון די צובינד צווישן די ילעקטראָוד און עלעקטראָליטע.אין דעם מאָדעל דין-פילם סעטאַפּ, בלויז איין, געזונט-דיפיינד, און פּליינער צובינד קאָנטאַקט איז פאָרשטעלן צווישן די עלעקטראָליטע און ילעקטראָוד, ד"ה, עס איז אַן אידעאל פּלאַטפאָרמע צו לערנען די עלעקטראָטשעמיסטרי פון די עלעקטראָליטע / עלעקטראָדע צובינד אָן ישוז פון באַנד טוישן אויך אין דעם עקספּערימענט, די קורס פאָרשטעלונג איז נישט באגרענעצט דורך די לי-שטער טאָמבאַנק ילעקטראָוד, ווייַל די קראַנט געדיכטקייַט (6 μA/cm2 פֿאַר 1C) איז אונטער אַז פון די פעסט-שטאַט אַנאָדיק קראַנט פּלאַטאָ פֿאַר די ליטהיום האַלב- צעל (0.03 מאַ / קמ2).רעפּראָדוסיבלע און סטאַביל אָפּצאָל / אָפּזאָגן קורוועס זענען באקומען פֿאַר אַ קאַטאָף וואָולטידזש ביי 4.3 V פֿאַר C-ראַטעס צווישן 1 און 20C פֿאַר איבער 20 סייקאַלז (פיגורע 6ב).LMO איז אַנסטייבאַל אין אַ פליסיק עלעקטראָליטע פֿאַר ליב.פֿאַר בייַשפּיל, אַ 50% קאַפּאַציטעט רעדוקציע איז באמערקט אויף אַ 100-נם למאָ פילם אָפּצאָל-דיטשאַרדזשד פֿאַר 10 סייקאַלז אין אַ LiClO4 / פּראָפּילענע קאַרבאַנייט עלעקטראָליטע ביי 1C (37).אונדזער רעזולטאַטן ווייַזן אַז די נאַנאָ-SCE איז מער קאַמפּאַטאַבאַל מיט LMO ווי אַ טיפּיש פליסיק עלעקטראָליטע.

צו באַווייַזן די ינאַגריישאַן פון די נאַנאָ-SCE, מיר אויך פאַבריקייטיד האַלב-סעלז מיט Li4Ti5O12 (LTO) און LiFePO4 (LFP) פּודער ילעקטראָודז.די פּריקערסער לייזונג איז געווען קאַפּ-קאַסטאַד אין די מאַטבייע צעל צו ימפּרעגנייט די פּאָרעז ילעקטראָודז און לינקס פֿאַר ווייַטער דזשעלאַטיאָן איידער זיי זענען דאַר און וואַקוום-אַננעאַלעד סימאַלערלי ווי פֿאַר די נאַנאָ-ססע פּעלאַץ.די סעלז ווייַזן כאַראַקטעריסטיש ליטהיאַטיאָן / דעליטהאַטיאָן פון די קאָראַספּאַנדינג ילעקטראָודז (Fig. 6C).דער נידעריקער שפּיץ קעראַנץ פֿאַר LFP ווי LTO זענען רעכט צו דער חילוק אין קאָוטינג גרעב.די קורס פאָרשטעלונג בעשאַס אָפּצאָל / אָפּזאָגן מעזשערמאַנץ איז איצט לימיטעד דורך די לי-שטער טאָמבאַנק ילעקטראָוד געדריקט אויף די נאַנאָ-ססע שיכטע געשאפן אויף שפּיץ פון די 30- צו 40-μם-דיק ילעקטראָוד קאָוטינגז (Fig. 6, D און E).די לטאָ / נאַנאָ-ססע / לי צעל ריטשט זייַן מאַקסימום קאַפּאַציטעט פון 160 מאַ · שעה / ג בלויז בייַ נידעריק C-קורס פון 0.02 ק (Fig. 6 ד).די צוטריטלעך קאַפּאַציטעט פאַלן ראַפּאַדלי מיט C-קורס מיט ווייניקער ווי 10% פֿאַר C-ראַטעס גרעסער ווי 0.1C.סימילאַרלי, די LFP / SCE / Li צעל ריטשט זייַן מאַקסימום קאַפּאַציטעט פון וועגן 140 מאַ · שעה / ג ביי 0.01C (Fig. 6E).פיגור 6F ווייזט די קורס פאָרשטעלונג פֿאַר אַ גאַנץ פון 30 סייקאַלז, דעמאַנסטרייטינג סטאַביל צעל קאַנפיגיעריישאַן.די יקספּעראַמאַנץ באַווייַזן די פאַנגקשאַנאַליטי פון די נאַנאָ-ססע ווי לי-יאָן עלעקטראָליטע און די פיזאַבילאַטי פֿאַר ינאַגריישאַן אין לי-יאָן סעלז.

די פעסטקייַט אָדער סיקלאַביליטי פון די נאַנאָ-ססע איז טעסטעד מיט Li / SCE / Li סיממעטריק אָנלייגן.עס איז געווען סייקאַלד פֿאַר מער ווי 120 סייקאַלז אין אַ קראַנט געדיכטקייַט פון 0.1 מאַ / קמ2 פֿאַר 0.5 שעה (Fig. 6G) אָן קיין ישוז אָדער דענדריטע פאָרמירונג (Fig. 6H).די פּאָולעראַזיישאַן וואָולטידזש געווארן קלענערער מיט צייַט, ינדאַקייטינג פֿאַרבעסערונג פון קאָנטאַקט.דערצו, דער צעל איז סטרעסט אַרויף צו קראַנט דענסאַטיז פון 0.5 מאַ / קמ2, אָן קיין פאָרמירונג פון ליטהיום דענדריטעס אָדער וואונדער פון דיטיריעריישאַן פון די נאַנאָ-ססע אָדער די צובינד (Fig. 6G).מעטאַלליק ליטהיום איז באַוווסט צו פאָרעם אַ פּראַטעקטיוו ינטערפאַסע שיכטע אָדער SEI אויף זייַן ייבערפלאַך אין BMP-TFSI-באזירט ILES (27).דער אָפּרוף אויך כאַפּאַנז ביי די ליטהיום / נאַנאָ-ססע צובינד;ווי דיסקאַסט אונטער Fig. 6A, די SEI זאל וואַקסן עפּעס ין די פּאָרעס, יקספּליינינג די העכער SEI קעגנשטעל פֿאַר נאַנאָ-SCE ווי ILE (זען אויבן).דערווייַז פֿאַר אַ סיי שיכטע איז באקומען פון יר ספּעקטראַ (פיגורע ס9).ענלעך צו אַ SEI קאָוטינג אין קלאסישע ליב, וואָס סקרינז די גראַפייט ילעקטראָוד פון די פליסיק עלעקטראָליטע אַוווידיד ווייַטער אָפּרוף, מיר גלויבן אַז די SEI דאָ אויך פּראַטעקץ די אייז וואַסער שיכטע פון ​​ווייַטער אָפּרוף פון די מעטאַלליק ליטהיום אַנאָוד.ימפּידאַנס ספּעקטראַ איידער און נאָך פּאָולעראַזיישאַן פון די לי / נאַנאָ-ססע (רענטגענ = 1.5) פֿאַר 10 שעה האט נישט ווייַזן קיין ענדערונג אין פאַרנעם עלעקטראָליטע קעגנשטעל.לאנג סייקלינג פאָרשטעלונג מעזשערמאַנץ וועט זיין דארף צו ויסשליסן פּאַמעלעך דרייינג פון די נאַנאָ-ססע דורך ליטהיום מעטאַל, אָבער די רעזולטאַטן שוין ווייַזן זיין פּאָטענציעל פֿאַר ויסגעצייכנט סייקאַביליטי פון די ססע אין ליטהיום מעטאַל-באזירט האַרט-שטאַט באַטעריז.פונדעסטוועגן, קינסטלעך ינטערפאַסע קאָוטינגז קענען זיין קאַנסידערד צו פֿאַרבעסערן די ימפּידאַנס פון די צובינד בעסאַכאַקל.

מיר האָבן געוויזן אַז יאָן קאַנדאַקשאַן העכערונג אין סיליקאַ ינטערפייסיז קענען זיין אַטשיווד דורך די הקדמה פון אַ טשעמיסאָרבעד וואַסער שיכטע אויף אָה-טערמאַנייטאַד סיליקאַ סערפאַסיז.די TFSI אַניאַנז טשעמיסאָרב אויף דעם וואַסער פאַנגקשאַנאַל שיכטע דורך הידראָגען באַנדינג מיט די סיממעטריק O═S═O גרופּע.די וואַסער ייבערפלאַך שיכטע איז ימאָובאַל און דערפאר אויך פּינס די אַדסאָרבעד TFSI שיכטע צו די ייבערפלאַך.די גרויס במפּ קיישאַנז מיטאַרבעטער צו די TFSI מאָנאָלייַער, אַזוי ינטראָודוסינג מאָלעקולאַר אָרדערינג פון די TFSI-BMP אויף די ייבערפלאַך.מיר גלויבן אַז די פּאַמעלעך דזשעלאַטיאָן אין די ייקוויאַס סוויווע און די פּאַמעלעך דרייינג הילף אין די קאַנסערטיד פאָרמירונג פון די פאַנגקשאַנאַל וואַסער שיכטע און די אָרגאַניזירט שיכטע פון ​​אָרגאַניק ייאַנז אויף שפּיץ.ווי דער ערשטער TFSI אַניאָן שיכטע שאַרעס אַ טייל פון זיין נעגאַטיוו אָפּצאָל מיט די הידראָקסילאַטעד סיליקאַ, די BMP קאַטיאָן שיכטע אויף שפּיץ וועט זוכן אַ פאַרבאַנד מיט אן אנדער TFSI אַניאָן, אין וואָס קייפל BMP קענען טיילן זייער אַנקאַמפּענסייטיד אָפּצאָל מיט איין TFSI (מאַשמאָעס דריי צו איין ווי אין די פאַרהעלטעניש פון IL צו Li-TFSI אין די ILE).ווי די Li-TFSI זאַלץ מאַלאַקיולז האָבן די קלאָוסאַסט צוגאַנג, די Li+ ייאַנז וועט דיססאָסיאַטע און זיין פריי פֿאַר שנעל דיפיוזשאַן צוזאמען דעם צובינד שיכטע.פֿאַר ימפּרוווד קאַנדאַקשאַן, די פריי Li + מינים דאַרפֿן לפּחות איין נאָך ייאַניק פליסיק שיכטע צו רירן דורך.פֿאַר דעם סיבה, די נאַנאָ-SCE מיט די נידעריק X ווערט פון 0.5 געוויזן קיין ענכאַנסט קאַנדאַקטיוואַטי, ווייַל די ILE באַנד / סיליקאַ ייבערפלאַך געגנט איז גענוג פֿאַר בלויז איין פֿאַרמאַכט מאָנאָלייַער.

עס איז געווען ווייַטער געוויזן אַז די האַרט-ווי ייבערפלאַך וואַסער אָדער אייז שיכטע איז נישט עלעקטראָטשעמיקלי אַקטיוו.אין דעם פונט, מיר קענען נישט ויסשליסן אַז די אייז וואַסער אין דירעקט קאָנטאַקט מיט די ילעקטראָוד ייבערפלאַך איז נישט ריאַקטינג.אָבער, מיר געוויזן אַז די אויס-דיפיוזשאַן פון די ייבערפלאַך וואַסער איז פּאַמעלעך און אַזוי קינעטיקלי נעגלאַדזשאַבאַל פֿאַר דיטעקשאַן.מיר פאַרשטיין אַז וואַסער קאַנטאַמאַניישאַן, אפילו אויב עס איז קליין, וועט שטענדיק זיין אַ דייַגע, און בלויז לאַנג לעבן ציקל טעסץ קענען צושטעלן אַ באַשטימט ענטפֿערן צי די וואַסער איז גענוג געבונדן.אָבער, אנדערע פאַנגקשאַנאַל ייבערפלאַך לייַערס וואָס געבן ענלעך אָדער אפילו גרעסערע ייבערפלאַך העכערונג קענען איצט זיין דעוועלאָפּעד.אין דעם אַכטונג, די גרופּע פון ​​לי האט שוין געוויזן די פּאָטענציעל פון אַ גלייסידאָקסיפּראָפּיל שיכטע ווי אַ פאַנגקשאַנאַל גרופּע (18).אייז וואַסער איז געבוירן צו סיליקאַ און איז יידילי סוטאַד צו לערנען די ווירקונג פון ייבערפלאַך פאַנגקשאַנאַליזיישאַן אויף יאָן קאַנדאַקשאַן העכערונג סיסטאַמאַטיקלי, ווי איז דעמאַנסטרייטיד הצלחה דאָ.אין דערצו, די מעסאָפאַסע שיכטע און זייַן דיפּאָלע וועט אָפענגען אויף די אַקסייד און אויף די אַסאָרבעד אָרגאַניק מאַלאַקיולז און אַזוי קענען זיין טונד דורך ביידע.אין דער לאַבאָראַטאָריע, מיר האָבן שוין געוויזן גרויס דיפעראַנסיז אין יאָן קאַנדאַקשאַן העכערונג פֿאַר פאַרשידענע ייאַניק ליקווידס.דערצו, דער פּרינציפּ געוויזן איז דזשאַנעריק צו יאָן קאַנדאַקשאַן און קענען אויך זיין געווענדט פֿאַר פאַרשידענע יאָן סיסטעמען פּאַסיק, למשל, פֿאַר סאָדיום, מאַגניזיאַם, קאַלסיום אָדער אַלומינום יאָן באַטעריז.אין מסקנא, די נאַנאָקאָמפּאָסיטע עלעקטראָליטע מיט צובינד קאַנדאַקשאַן געוויזן דאָ איז אַ באַגריף אלא ווי אַ איין מאַטעריאַל, וואָס קענען זיין ווייַטער (נאַנאָ) ענדזשאַנירד צו די געוואלט פּראָפּערטיעס פון יאָן קאַנדאַקשאַן, אַריבערפירן נומער, עלעקטראָטשעמיקאַל פֿענצטער, זיכערקייַט און פּרייַז פֿאַר צוקונפֿט באַטאַרייע צעל דורות .

די נאַנאָ-SCE איז געווען צוגעגרייט מיט אַ סאָל-געל אופֿן.ליטהיום ביס(טריפלואָראָמעטהילסולפאָניל)ימידע לי-טפסי;Sigma-Aldrich;99.95%), 0.5 מל פון דייאָניזעד ה2אָ, 0.5 מל פון טעאָס (סיגמאַ-אַלדריך; 99.0%), 1-בוטיל-1-מעטהילפּירראָלידיניום ביס(טריפלואָראָמעטהילסולפאָניל) ימידע (במפּ-טפסי; סיגמאַ-אַלדריך; 98.5%), און 1 מל פון PGME זענען געמישט אין אַ גלאז וויאַל.די מאָלאַר פאַרהעלטעניש, X, צווישן [BMP][TFSI] און TEOS אין די געמיש איז געווען וועריד צווישן 0.25 און 2. די מאָלאַר פאַרהעלטעניש פון Li[TFSI] און [BMP][TFSI] איז געווען פאַרפעסטיקט ביי 0.33:1.די אַמאַונץ פון Li[TFSI] און [BMP][TFSI] זענען באשלאסן פון די ריישיאָוז.פֿאַר בייַשפּיל, ווען X = 1, די צוגעגעבן [BMP][TFSI] און Li[TFSI] אין די לייזונג זענען ריספּעקטיוולי 0.97 און 0.22 ג.די מיקסטשערז זענען אויפגעטרייסלט פֿאַר 1 מינוט צו פאָרעם מאַנאַפאַסיק סאַלושאַנז.די סאַלושאַנז זענען דעמאָלט סטאָרד אין די פארמאכט ווייאַלז אָן סטערינג צו פאָרעם דזשעלז אין אַ טעמפּעראַטור- און הומידיטי-קאַנטראָולד קאַמער (SH-641, ESPEC Corp.) מיט די טעמפּעראַטור און RH% שטעלן ריספּעקטיוולי 25 ° C און 50%.אָפענגיק אויף די X, די מיקסטשערז גענומען, אין דורכשניטלעך, 5-9 טעג צו פאָרעם אַ קלאָר געל.נאָך דזשעלאַטיאָן, די ווייאַלז מיט 2.4-7.4 מל געל זענען ערשטער דאַר ביי 40 ° C פֿאַר פיר גאַנץ טעג ביי אַ ביסל רידוסט דרוק (80 קפּאַ) און דעמאָלט אריבערגעפארן אין אַ וואַקוום ויוון פֿאַר 72 שעה בייַ 25 ° C.ווי די רוען נעץ איז אַוועקגענומען, די וואַקוום ביסלעכווייַז דיקריסט פון אַן ערשט דרוק אַרום 50 פּאַ צו אַ לעצט קעסיידערדיק דרוק פון 5 פּאַ נאָך וועגן 1 טאָג.ווייַל פון די גרויס סומע פון ​​​​וואַסער און PGME וואָס האט צו זיין אַוועקגענומען, די ריזאַלטינג SCE פּעלאַץ האָבן שראַנגק אַראָפּ פון 20% (X = 0.5) צו ~ 50% (X = 2) פון דער אָריגינעל געל באַנד.די וואָג פון די ריזאַלטינג דזשעלז איז געמאסטן מיט אַ סעמימיקראָ וואָג (SM 1245Di-C, VWR).

טגאַ איז דורכגעקאָכט אויף אַ Q5000 יר (TA ינסטרומענץ, ניו קאַסטלע, דע, USA) אונטער ניטראָגען.בעשאַס די מעזשערמאַנט, סאַמפּאַלז זענען העאַטעד צו 700 ° C מיט אַ באַהיצונג קורס פון 2 ° C / מין.FTIR ספּעקטראָמעטרי איז דורכגעקאָכט מיט אַ Bruker Vertex 70 אין די כוואַליע נומער ריינדזשינג פון 4000 צו 400 סענטימעטער-1 אין אַ טראַנסמיסיע מאָדע.דער פּיקנאָמעטרי איז דורכגעקאָכט מיט אַ Micromeritics AccuPyc II 1340.

צו מעסטן די ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי, אַ קליין באַנד פון SCE איז גענומען פון די מוטער וויאַל אין אַ אַר-אָנגעפילט הענטשקע קעסטל (0.1-ppm H2O און 0.1-ppm O2).בעערעך 23 μל SCE איז געווען אָנגעפילט אין אַ פּאָליטעטראַפלואָראָעטהילענע (PTFE) רינג מיט אַ 4.34-מם ינער דיאַמעטער און 1.57-מם הייך, פאָרמינג אַ פּעללעט.דער פּעללעט אין די רינג איז דעמאָלט סאַנדוויטשד צווישן צוויי ומבאַפלעקט שטאָל (סס) דיסקס (0.2 מם דיק; MTI).ימפּידאַנס מעזשערמאַנץ זענען דורכגעקאָכט מיט PGSTAT302 (Metrohm), מיט אַן אַק אַמפּליטוד פון 5 מוו אין אַ אָפטקייַט קייט פון 1 מהז צו 1 הז.די יאָן קאַנדאַקטיוואַטי (σi) איז באשלאסן פון די הויך-אָפטקייַט ינטערסעפּט מיט די פאַקטיש אַקס אין די ניקוויס פּלאַץ.נאָך די מעזשערמאַנט פון קאַנדאַקטיוואַטי, די נאַנאָ-ססע פּעללעט איז ערלויבט צו טרוקן אויס אין די הענטשקע קעסטל.פֿאַר טעמפּעראַטור אָפענגיקייַט מעזשערמאַנט, די SS / SCE / סס סטאַקס זענען געחתמעט אין אַ מאַטבייע צעל.נאָך סילינג, די קאַנדאַקטיוואַטי פארבליבן קעסיידערדיק פֿאַר עטלעכע טעג (זען Fig. S3).די טעמפּעראַטור פון די מאַטבייע צעל איז קאַנטראָולד מיט אַ טערמאַל רעקל מיט אַ טערמאַל וואַנע ניצן H2O / עטאַלין גלייקאָל ווי ארבעטן מיטל.די סעלז זענען ערשטער קולד צו וועגן -15 ° C און דעמאָלט שריט-ווייזלי העאַטעד צו 60 ° C.

פֿון יעדער נאַנאָ-SCE שרייטל, בעערעך 23 μל איז געבראכט אין אַ רינג (4.34 מם ינער דיאַמעטער און 1.57 מם הייך) פֿאַר עלעקטריקאַל מעזשערמאַנץ גלייַך ין אַ N2-אָנגעפילט הענטשקע קעסטל מיט קאַנטראָולד הומידיטי.דער רינג מיט די SCE איז דעמאָלט סאַנדוויטשד צווישן צוויי סס דיסקס (0.2 מם דיק; MTI).ימפּידאַנס מעזשערמאַנץ זענען דורכגעקאָכט מיט PGSTAT302 (Metrohm) מיט אַן אַק אַמפּליטוד פון 5 מוו און אָפטקייַט ריינדזשינג פון 1 מהז צו 1 הז קאַנטראָולד דורך נאָוואַ ווייכווארג.די סאַמפּאַלז זענען געהאלטן בייַ יעדער RH% ווערט פֿאַר 48 שעה איידער די קאַנדאַקטיוואַטי איז מאָניטאָרעד ביז סטייבאַלאַזיישאַן.די סטייבאַלייזד ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי פֿאַר אַ געגעבן RH% ווערט (σi) איז באשלאסן פון די הויך-אָפטקייַט ינטערסעפּט מיט די פאַקטיש אַקס אין די ניקוויס פּלאַץ.

אַלע עלעקטראָטשעמיקאַל מעזשערמאַנץ און די פֿאַרבונדענע מוסטער צוגרייטונג זענען דורכגעקאָכט אין אַן אַרגאָן-אָנגעפילט הענטשקע קעסטל (PureLab, PL-HE-4GB-1800; <1-ppm O2 און H2O לעוועלס) דעדאַקייטאַד פֿאַר עלעקטראָטשעמיקאַל קעראַקטעריסטיקס.

די מאָרפאָלאָגי פון די פּעללעט מיט און אָן Li[BMP][TFSI] ILE איז אָפּגעשטעלט מיט SEM ניצן אַ Thermo Fisher Scientific Apreo געצייַג ביי 1.5 צו 2.0 קוו, וואָס אַפּערייטינג אין אַ צווייענדיק-דעטעקטאָר ימאַגינג מאָדע ניצן די T1 און T2 דעטעקטאָר אין פּאַראַלעל פֿאַר לעבן-בילד אַדזשאַסטמאַנץ, און די ט 2 דעטעקטאָר איז געניצט פֿאַר רעקאָרדינג די געוויזן סעם בילדער;דער מוסטער איז געווען פאַרפעסטיקט אויף טשאַד קאַנדאַקטיוו טייפּ.TEM איז דורכגעקאָכט מיט אַ Teknai אַפּערייטינג ביי 300 קוו.

די ILE איז אַוועקגענומען פון די SCE פּעללעט אין צוויי פאַרשידענע וועגן.איין אָפּציע צו קריגן די פּאָרעז סיליקאַ איז געווען דורכגעקאָכט דורך ייַנטונקען די SCE אין אַסאַטאָון פֿאַר 12 שעה צו עקסטראַקט די Li[BMP][TFSI] ILE.דעם שווענקען איז ריפּיטיד דרייַ מאָל.די אנדערע אָפּציע איז געווען סאָוקינג די SCE אין עטאַנאָל.אין דעם פאַל, די עטאַנאָל איז אַוועקגענומען דורך ניצן אַ פליסיק CO2 קריטיש פונט דרייער.

צוויי פאַרשידענע מכשירים זענען געניצט פֿאַר די סופּערקריטיקאַל דריינג, ניימלי, די Automegasamdri-916B, Tousimis (אויף 1) און אַ מנהג-געבויט געצייַג דורך JASCO Corporation (אויף מעטאָד 2).ווען ניצן דער ערשטער געצייַג, די דרייינג סיקוואַנס אנגעהויבן מיט אַ פאַרקלענערן אין טעמפּעראַטור צו 8 ° C.דערנאָך, CO2 איז פּורגעד דורך די קאַמער, ינקריסינג די דרוק צו 5.5 מפּאַ.אין די פאלגענדע שריט, די CO2 איז העאַטעד צו 41 ° C, ינקריסינג די דרוק צו 10 מפּאַ, און געהאלטן ווי אַזאַ פֿאַר 5 מינוט.צו פאַרענדיקן, אין די בלידינג שריט, די דרוק איז לאָוערד איבער אַ צייט פון 10 מינוט.ווען ניצן די מנהג געבויט געצייַג, אַ ענלעך סיקוואַנס איז נאכגעגאנגען.אָבער, די טיימינג און פּרעשערז זענען באטייטיק אַנדערש.נאָך די רייניקונג שריט, די דרוק איז געוואקסן צו 12 מפּאַ ביי אַ טעמפּעראַטור פון 70 ° C און פארבליבן ווי אַזאַ פֿאַר 5-6 שעה.דערנאָך, די דרוק איז דיקריסט אין ינטערוואַלז פון 12 צו 7 מפּאַ, 7 צו 3 מפּאַ און 3 צו 0 מפּאַ איבער צייט ספּאַנס פון 10, 60 און 10 מינוט ריספּעקטיוולי.

ניטראָגען פיסיאָרפּטיאָן יסאָטהערמס זענען געמאסטן ביי ט = 77 ק ניצן אַ מיקראָמעריטיקס 3 פלעקס ייבערפלאַך קעראַקטערייזד אַנאַליזער.די באקומען פּאָרעז סיליקאַ איז דעמאָלט אַוטגאַסט פֿאַר 8 שעה בייַ 100 ° C אונטער אַ 0.1-מבאַר וואַקוום.די פּאָרעז סילאַקאַ דערייווד פון סופּערקריטיקאַל דרייינג איז אַוטגאַסט פֿאַר 18 שעה בייַ 120 ° C אונטער אַ 0.1-מבאַר וואַקוום.דערנאָך, ניטראָגען פיסיסאָרפּטיאָן יסאָטהערמס זענען געמאסטן ביי ט = 77 ק ניצן אַ מיקראָמעריטיקס טריסטאַר 3000 אָטאַמייטיד גאַז אַדסאָרפּטיאָן אַנאַליזער.

PFG-NMR מעזשערמאַנץ זענען דורכגעקאָכט מיט אַ JEOL JNM-ECX400.די סטימיאַלייטאַד עקאָו דויפעק סיקוואַנס איז געניצט פֿאַר דיפיוזשאַן מעזשערמאַנץ.די נאָרמאַלייזד ווידערקאָל סיגנאַל אַטטענואַטיאָן, E, איז דיסקרייבד אין די יקווייזשאַן (38)E=exp(−γ2g2δ2D(Δ−δ/3))(1) ווו g איז די שטאַרקייט פון די גראַדיענט דויפעק, δ איז דער געדויער פון די גראַדיענט. דויפעק, ∆ איז די מעהאַלעך צווישן די לידינג עדזשאַז פון די גראַדיענט פּאַלסיז, γ איז די מאַגנאָטאָגיריק פאַרהעלטעניש, און D איז די זיך-דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנט פון די מאַלאַקיולז.די זעלבסט-דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנץ זענען עסטימאַטעד דורך צופּאַסן די עקאָו סיגנאַלז וואָס זענען באקומען דורך טשאַנגינג ∆ מיט Eq.1. 7 לי איז אויסגעקליבן צו באַשטימען די דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנט פון די ליטהיום יאָן.אַלע די מעזשערמאַנץ זענען דורכגעקאָכט בייַ 30 ° C.

די ראַמאַן ספּעקטראָסקאָפּי סעטאַפּ איז געווען אַ כאָוממייד סיסטעם ניצן אַ אַרגאָן יאָן וואָס איז ביכולת צו זיין טונד צו אַ 458-נם לאַזער עקסייטיישאַן ליכט וואָס איז געווען קאַפּאַלד אין אַ ינווערטיד אָלימפּוס IX71 מיקראָסקאָפּ, און צוריק צעוואָרפן ליכט איז דורכגעגאנגען דורך אַ טריוויסטאַ דרייַיק ספּעקטראָומער סעטאַפּ (פּרינסעטאָן ינסטראַמאַנץ). ), וואָס איז געניצט צו צעשפּרייטן אָפּטיש סיגנאַלז וואָס זענען דיטעקטאַד מיט אַ פליסיק ניטראָגען-קולד אַפּאַראַט אַפּאַראַט.געגעבן די הויך אָפּטיש אַבזאָרפּשאַן אין די ווייוולענגטס, לעפיערעך נידעריק לאַזער כוחות זענען געניצט צו ויסמיידן לאַזער באַהיצונג (<100 W·cm−2).

DFT ערד-שטאַט דזשיאַמאַטרי אַפּטאַמאַזיישאַן און אַנאַליסיס אָפטקייַט חשבונות געניצט די פאָלקס B3LYP כייבריד פאַנגקשאַנאַל און 6-311++G** יקער שטעלן, מיט Grimme ס אַטאָם-פּאַירוויסע דיספּערשאַן קערעקשאַן (39) מיט די Becke-Johnson דאַמפּינג סכעמע (D3BJ), ווי ימפּלאַמענאַד אין ORCA 3.0.3 (40).ראַמאַן ספּעקטראַ זענען סימיאַלייטיד ניצן ORCA, און די וויזשוואַלאַזיישאַן פון מאָלעקולאַר פּראָפּערטיעס איז אַטשיווד מיט די Avogadro ווייכווארג פּעקל (41) מיט די ORCA-געשטיצט דערהייַנטיקן.

אַלע עלעקטראָטשעמיקאַל מעזשערמאַנץ און די פֿאַרבונדענע מוסטער צוגרייטונג זענען דורכגעקאָכט אין אַן אַרגאָן-אָנגעפילט הענטשקע קעסטל (PureLab, PL-HE-4GB-1800; <1-ppm O2 און H2O לעוועלס) דעדאַקייטאַד פֿאַר עלעקטראָטשעמיקאַל קעראַקטעריסטיקס.די SCE שרייטל איז געשטעלט אויף אַ לי בענד (Sigma-Aldrich; 99.9%) געשטיצט אויף אַ קופּער טעלער ווי די טאָמבאַנק ילעקטראָוד און צוויי פּאַנטשט אויס לי דיסקס (5-מם דיאַמעטער) זענען געשטעלט אויף שפּיץ פון די SCE שרייטל פֿאַר דערמאָנען און אַרבעט ילעקטראָודז.די סעטאַפּ איז געוויזן אין Fig.S7.גאָלד פּינס זענען געניצט פֿאַר קאָנטאַקט די ליטהיום רעפֿערענץ און ארבעטן ילעקטראָודז.מעזשערמאַנץ פון סיקליק וואָלטאַמאַטרי און ימפּידאַנס זענען דורכגעקאָכט מיט PGSTAT302 (מעטראָהם) קאַנטראָולד דורך נאָוואַ ווייכווארג.סיקליק וואָלטאַמאַטרי איז געווען דורכגעקאָכט מיט אַ יבערקוקן קורס פון 20 מוו / s.ימפּידאַנס מעזשערמאַנץ זענען דורכגעקאָכט מיט אַן אַק אַמפּליטוד פון 5 מוו און אָפטקייַט ריינדזשינג פון 1 מהז צו 0.1 הז.

א 40 נם אַנאַטאַסע טיאָ 2 דין פילם ילעקטראָוד איז דאַפּאַזיטיד דורך אַטאָמישע שיכטע דעפּאַזישאַן (ALD) אויף אַ 300 מם סיליציום ווייפער מיט אַ 40 נם טין אַנדערלייער אויך דאַפּאַזיטיד דורך ALD.עס איז אַ ויסגעצייכנט פּראָבע ילעקטראָוד פֿאַר די דעמאַנסטריישאַן פון לי-יאָן קאַנדאַקטיוואַטי דורך די עלעקטראָליטעס, ווייַל TiO2 טוט נישט לייַדן פון כעמישער דערנידעריקונג אָדער מעטשאַניקאַל דרוק (קיין באַטייטיק באַנד טוישן) בעשאַס סייקלינג.צו מעסטן די Li / SCE / TiO2 צעל, די ILE-SCEs זענען אָנגעפילט אין אַ PTFE רינג מיט אַ דיאַמעטער פון 4.3 מם און אַ גרעב פון 0.15 סענטימעטער;דערנאָך, די רינג איז געווען סאַנדוויטשד צווישן אַ לי שטער און די TiO2 פילם.

נאַנאָ-ססע / דין-פילם ילעקטראָוד האַלב סטאַקס, מיט די למאָ ילעקטראָוד, זענען פאַבריקייטיד דורך סינטאַסייזינג די נאַנאָ-ססע פילם אויף די ילעקטראָודז.א גאַנץ פון 150 μל פון X = 1.5 לייזונג, אַלט פֿאַר 2 טעג, איז געווען קאַפּ-קאַסטאַד אין אַ גלאז רינג (דיאַמעטער, 1.3 מם) מאָונטעד אויף די עלעקטראָליטע פילמס.דער רינג איז דעמאָלט געחתמעט מיט פּאַראַפילם, און די לייזונג איז געהאלטן אין אַזאַ אַ געחתמעט קאַנטיינער צו געל פֿאַר 4 טעג.די געשאפן געל / עלעקטראָדע אָנלייגן ווי אַזאַ איז דאַר צו פאָרעם נאַנאָ-ססע / עלעקטראָדע סטאַקס.די גרעב פון די נאַנאָ-SCE, באשלאסן מיט אַ מיקראָמעטער, איז געווען 300 μm.לעצטע, אַ ליטהיום שטער (1.75 מם דיק, 99.9%; Sigma-Aldrich) איז געדריקט אויף די נאַנאָ-ססע / עלעקטראָדע אָנלייגן ווי די אַנאָוד.די 100-nm LiMn2O4 (LMO) דין-פילם ילעקטראָוד איז געווען דאַפּאַזיטיד דורך ראַדיאָ אָפטקייַט ספּאַטערינג אונטער אַר לויפן אויף אַ סיליציום ווייפער קאָוטאַד מיט 80-nm פּט (דק ספּאַטערינג) / 10-nm טין (ALD) אַנדערלייערז.דעם אָנלייגן איז אַנניילד פֿאַר 20 מינוט בייַ 800 ° C אין זויערשטאָף אַטמאָספער.

LiFePO4 (LFP) ילעקטראָוד פילמס זענען צוגעגרייט דורך בלייד קאָוטינג.ערשטער, טשאַד שוואַרץ און LFP (2 צו 3 μm) זענען מוסיף צו אַ ייקוויאַס לייזונג מיט קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס (קמק) צו פאָרעם אַ געמיש וואָס איז דערנאָך כאָומאַדזשאַנייזד מיט אַ פּלאַנאַטערי מיקסער.דערנאָך, די כאָומאַדזשאַנייזד פּראָדוקט איז געמישט מיט דייאָניזעד וואַסער און אַ פלאָראַנייטיד אַקריליק לייטעקס (דזשסר, טרד202אַ) אין אַ וואַקוום מיקסער צו פאָרעם אַ סלערי פֿאַר ילעקטראָוד קאָוטינג.די צוגעגרייט סלערי איז געווען וואַרפן אויף אַלומינום פאָילז צו אַוועקלייגן ילעקטראָוד פילמס ניצן אַ בלייד קאָוטער.די ווי-קאָוטאַד נאַס ילעקטראָודז זענען מיד פּרעדרעד אין אַ אַטמאַספעריק ויוון מיט סטאַגנאַנט לופט בייַ 70 ° C פֿאַר 10 מינוט און זענען נאָך דאַר ביי 140 ° C פֿאַר 4 שעה אין אַ וואַקוום ויוון.די דאַר ילעקטראָוד פילמס קאָנסיסטעד פון 91 ווט% LiFePO4, 3 וואט% טשאַד שוואַרץ, 2 וואט% קמק, און 4 ווט% TRD202A.די פילם גרעב איז 30 μם (באשלאסן מיט אַ מיקראָמעטער און סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ).

Li4Ti5O12 (LTO) ילעקטראָוד פילמס זענען געמאכט אויף קופּער פאָילז אין דער זעלביקער וועג.דער זאַץ פון דאַר ילעקטראָודז איז 85 ווט% לי4טי5אָ12, 5 ווט% טשאַד שוואַרץ, 5 ווט% קמק, און 5 ווט% פלאָראַנייטיד אַקריליק לייטעקס (טרד2001אַ).די גרעב פון די פילם איז 40 μם.

די לייזונג פון SCE איז געווען קאַפּ-קאַסטאַד אויף די פּאַרטאַקאַל-באזירט LFP און LTO ילעקטראָוד פילם.ערשטער, 100 μל פון X = 1.5 לייזונג, אַלט פֿאַר 2 טעג, איז געווען קאַפּ-קאַסטאַד אויף אַ ילעקטראָוד פילם, מיט אַ דיאַמעטער פון 15 מם, געשטעלט אין אַ מאַטבייע צעל (#2032, MTI).נאָך די ימפּרעגנייטאַד SCE איז געללד, דער פילם איז דאַר ביי 25 ° C פֿאַר 72 שעה אין אַ וואַקוום ויוון (<5 × 10-2 מבאַר) צו מאַכן די נאַנאָ-SCE און ילעקטראָוד אָנלייגן.די נאַנאָ-SCE גרעב איז געווען 380 μם.לעצטע, אַ ליטהיום שטער איז געדריקט אויף די SCE / עלעקטראָדע סטאַקס ווי די אַנאָוד, און די מאַטבייע צעל איז געחתמעט.די עלעקטראָטשעמיקאַל מעזשערמאַנץ זענען דורכגעקאָכט מיט אַ Solartron 1470E פּאָטענטיאָסטאַט אין צימער טעמפּעראַטור.

סאַפּלאַמענערי מאַטעריאַל פֿאַר דעם אַרטיקל איז בארעכטיגט ביי http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/2/eaav3400/DC1

טיש S1.סטראַקטשעראַל פּראָפּערטיעס פון סיליקאַ מאַטריץ אין די נאַנאָ-SCE פֿאַר ינקריסינג מאָלאַר בראָכצאָל פון יאָניק פליסיק צו סיליקאַ (רענטגענ ווערט) באשלאסן פֿון N2 אַדסאָרפּטיאָן / דעסאָרפּטיאָן אָדער BET מעזשערמאַנץ און TEM אַבזערוויישאַנז.

דאָס איז אַן אָפֿן-אַקסעס אַרטיקל וואָס איז פונאנדערגעטיילט אונטער די טערמינען פון די Creative Commons צושרייבן-ניט-קאַמערשאַל דערלויבעניש, וואָס דערלויבט נוצן, פאַרשפּרייטונג און רעפּראָדוקציע אין קיין מיטל, אַזוי לאַנג ווי די רעזולטאַט נוצן איז נישט פֿאַר געשעפט מייַלע און אויב די אָריגינעל אַרבעט איז רעכט. ציטירט.

נאטיץ: מיר בעטן בלויז דיין בליצפּאָסט אַדרעס אַזוי אַז דער מענטש איר רעקאָמענדירן דעם בלאַט צו וויסן אַז איר געוואלט זיי זאָל זען עס, און אַז עס איז נישט אָפּפאַל פּאָסט.מיר טאָן ניט כאַפּן קיין בליצפּאָסט אַדרעס.

די קשיא איז פֿאַר טעסטינג צי איר זענט אַ מענטש גאַסט און צו פאַרמייַדן אָטאַמייטיד ספּאַם סאַבמישאַנז.

דורך Xubin Chen, Brecht Put, Akihiko Sagara, Knut Gandrud, Mitsuhiro Murata, Julian A. Steele, Hiroki Yabe, Thomas Hantschel, Maarten Roeffaers, Morio Tomiyama, Hidekazu Arase, Yukihiro Kaneko, Mikinari Shimada, Maarten Mees, Philippe Vere.

דורך Xubin Chen, Brecht Put, Akihiko Sagara, Knut Gandrud, Mitsuhiro Murata, Julian A. Steele, Hiroki Yabe, Thomas Hantschel, Maarten Roeffaers, Morio Tomiyama, Hidekazu Arase, Yukihiro Kaneko, Mikinari Shimada, Maarten Mees, Philippe Vere.

© 2020 אמעריקאנער אַססאָסיאַטיאָן פֿאַר די אַדוואַנסמאַנט פון וויסנשאַפֿט.אלע רעכטן רעזערווירט.AAAS איז אַ שוטעף פון HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef און COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.