.New research could enable more—and more efficient—synthesis of metastable materials

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.New research could enable more—and more efficient—synthesis of metastable materials

새로운 연구를 통해 준안정 물질의 더 효율적인 합성이 가능해졌습니다

Life on Venus? Extraordinary discovery of Earth-like phosphine gas in  atmosphere sign of life on planet | The Sun

작성자: Paul Dailing, 시카고 대학교 다이어그램은 나트륨(Na)에서 리튬(Li)을 합성하고 다시 합성하는 효율적인 방법을 보여줍니다. 새로운 Nature Materials 논문에서 Liu Lab은 처음으로 모체 리튬 코발트 산화물로부터 순수상 나트륨 코발트 산화물을 합성하고 또한 1-1000 Li-Na(몰비)의 나트륨 코발트 산화물로부터 리튬 코발트 산화물을 합성하는 방법을 시연했습니다. 운동 장벽을 완화하여 전기화학적 보조 이온 교환 방법을 개발했습니다. 크레딧: UChicago PritzkerAPRIL 16, 2024 

 

이온 교환에 대한 새로운 이해

분자 공학 대학 이온 교환은 새로운 제품을 합성할 때 한 물질을 다른 물질로 변환하는 강력한 기술입니다. 이 과정에서 과학자들은 어떤 반응물이 어떤 생성물로 이어지는지 알고 있지만 과정이 어떻게 진행되는지, 즉 한 물질이 다른 물질로 변환될 수 있는 정확한 경로는 여전히 파악하기 어렵습니다.

Nature Materials 에 발표된 논문 에서 UChicago Pritzker School of Molecular Engineering 연구진은 이 미스터리에 대해 새로운 사실을 밝혀냈습니다. 배터리 저장 용 리튬 양극재 연구에서 Liu Lab 팀은 층상 산화물 양극재에서 리튬 및 나트륨 이온 교환을 위한 일반적인 경로가 있음을 보여주었습니다 .

-“우리는 리튬과 나트륨의 이온 교환 과정을 체계적으로 탐구했습니다.”라고 제1저자인 Yu Han 박사가 말했습니다. PME 후보. "우리가 밝혀낸 이온 교환 경로는 새로운 것입니다." 이온 교환 과정이 어떻게 작동하는지 설명함으로써 이 논문은 준안정 물질, 즉 현재 가장 안정한 형태가 아닌 물질을 연구하는 연구자들에게 문을 열어줍니다. 또한 재료를 합성할 때 시작 전구체를 덜 사용하고 폐기물을 덜 발생시키는 등 원자 효율적인 제조의 새로운 혁신을 가져올 수 있습니다.

PME Asst는 "이것은 사람들이 합성할 수 있는 준안정 물질의 계열을 확장할 것"이라고 말했습니다. 종 류 교수. 새로운 방법 잠재적인 응용 분야는 재료 합성 전반에 걸쳐 공명하지만, 이 논문은 배터리 음극용 리튬 생산을 살펴보는 것부터 시작했습니다. 기후 변화로 인해 세계가 화석 연료에서 멀어짐에 따라 재생 가능한 전력을 저장하려면 점점 더 나은 배터리가 필요합니다. "고체 합성의 오래된 방법은 합성하려는 원소를 포함하는 소금을 선택하는 것입니다. 그런 다음 이를 각 원소의 올바른 비율로 결합합니다"라고 Liu는 말했습니다. "그럼 태워버려라."

이온 교환에 대한 새로운 이해

배터리 저장용 리튬 양극재를 연구하는 Asst. 제1저자이자 대학원생인 Yu Han을 포함한 Chong Liu 교수 연구실은 층상 산화물 양극재에서 리튬 및 나트륨 이온 교환을 위한 일반적인 경로가 있음을 보여주었습니다. 크레딧: UChicago Pritzker

-분자 공학 대학 그러나 안정적인 재료로 작업할 때는 리튬 전구체를 섭씨 800~900도에서 연소하는 것이 더 효과적입니다. 준안정 형태가 이론적으로 훌륭한 배터리 음극을 만들 수 있는 흥미로운 특성을 갖고 있는 경우, 높은 온도로 인해 재료가 더 안정적인 새로운 상태로 바뀌었지만 종종 흥미로운 특성이 부족했습니다. 그러나 이온교환은 상온 이나 섭씨 100도라는 비교적 낮은 온도에서 이루어질 수 있는 합성법이다 .

-“상온 이온 교환을 통해 우리는 고온에서 고체 합성을 통해 직접 합성할 수는 없지만 독특한 화학적, 물리적 특성을 갖출 수 있는 준안정성 층상 산화물에 접근할 수 있게 되었습니다.”라고 Han은 말했습니다. 이온 교환에서 염은 연소되지 않고 용해되어 동일한 전하를 가진 이온이 원하지 않는 이온을 대체하게 됩니다. 이를 통해 연구자들은 견고한 프레임워크를 유지하면서 화학적 구성을 다양하게 할 수 있습니다 .

-이온만 교체됩니다. 하지만 이것도 단점이 있었습니다. 이 프로세스는 역사적으로 자원 집약적이었고 시행착오를 기반으로 했습니다. PME 팀의 논문에서 얻은 통찰력을 통해 연구자들은 최종 구성과 단계뿐만 아니라 중간 상태를 예측하여 운동 경로를 계획할 수 있습니다. PME 연구원들은 이미 이온 교환 경로에 대한 통찰력을 실제로 적용하여 나트륨(Na)에서 리튬(Li)을 합성하고 다시 합성하는 "매우 효율적인 방법"을 만들어냈습니다. 이 논문은 처음으로 모체 리튬 코발트 산화물로부터 순수상 나트륨 코발트 산화물을 합성하고 전기화학적 보조 이온 교환 방법을 사용하여 1-1000 Li-Na(몰비)의 나트륨 코발트 산화물로부터 리튬 코발트 산화물을 합성하는 방법을 완화합니다.

운동 장벽. 팀은 미래의 혁신가들이 더 나아가 기후 변화 또는 기타 긴급한 글로벌 요구 사항에 대해 인류가 필요로 하는 재료를 합성하기 위한 보다 효율적이고 덜 낭비적인 프로세스를 만들 수 있기를 바라고 있습니다. Liu는 "현재 제조업에서 사람들은 원자 효율성을 강조하고 있습니다. 즉, 원하는 것을 얻기 위해 최소한의 재료를 사용한다는 의미입니다"라고 Liu는 말했습니다.

추가 정보: Yu Han 외, 층상 산화물에서 리튬 및 나트륨 교환의 예측 경로 발견, Nature Materials (2024). DOI: 10.1038/s41563-024-01862-8 저널 정보: Nature Materials 시카고대학교 제공

https://phys.org/news/2024-04-enable-efficient-synthesis-metastable-materials.html

메모 2404170623 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링

연구팀은 배터리 저장용 리튬 양극재 연구에서 층상 산화물 양극재에서 리튬 및 나트륨 이온 교환을 위한 '일반적인 경로가 있음'을 보여주었다 .

상온 이온 교환을 통해 고온에서 고체 합성을 통해 직접 합성할 수는 없지만, 독특한 화학적, 물리적 특성을 갖출 수 있는 준안정성 층상 산화물에 접근할 수 있게 되었다.

qpeoms 이온교환은 식당에서 일반 음식을 만드는 레시피와 같아서 상온 상압에서 진행시키는 일이 일반적으로 가능케 하여 lk99와 같은 물질을 쉽고 간단히 제조 가능해질 수 있다.
물론 상온상압의 기준을 더 높이거나 낮추는 실험환경이나 외계행성, 우주공간들도 일반적 oser.abcdef,xyz=oss 이온교환은 qpeoms 합성법 경로에 따른다. 허허.

중요한 사실은 준물질, 준안정 형태가 이론적으로 흥미로운 특성을 갖고 있는 경우, 높은 온도로 인해 재료가 더 안정적인 새로운 상태로 바뀌었지만, 상온상압 조건의 일반성에서도 얻어지는 일이면 매우 광범위하게 응용가능한 점이다.

특수조건에 좁은 래시피 구현보다는 일반적인 조건에서 '외계행성 전체가 대기'처럼 '준안정성 이온교환이 가능하다'는 것은 마치 지구에 바다 소금물만 있으면 안정적인 음극 배터리를 무제한 만드는 일 가능해진 것처럼 실용성을 가져야 그런 이온교환 래시피는 일반적 가치를 가진다.

No photo description available.

-School of Molecular Engineering However, when working with stable materials, it is more effective to burn the lithium precursor at 800 to 900 degrees Celsius. If the metastable form had interesting properties that could theoretically make a good battery cathode, higher temperatures would push the material into a new, more stable state, but it often lacked the interesting properties. However, ion exchange is a synthesis method that can be performed at room temperature or a relatively low temperature of 100 degrees Celsius.

-“Room-temperature ion exchange gives us access to metastable layered oxides that cannot be synthesized directly through solid-state synthesis at high temperatures but can have unique chemical and physical properties,” Han said. In ion exchange, the salt dissolves rather than burns, allowing ions of the same charge to replace the unwanted ions. This allows researchers to vary the chemical composition while maintaining a solid framework.

-Only ions are replaced. But this also had its drawbacks. This process has historically been resource-intensive and based on trial and error. Insights from the PME team's paper allow researchers to plan movement paths by predicting intermediate states as well as final configurations and stages. PME researchers have already put their insights into ion exchange pathways into practice, creating a “highly efficient method” to synthesize and resynthesize lithium (Li) from sodium (Na). This paper synthesizes pure-phase sodium cobalt oxide from parent lithium cobalt oxide for the first time and relaxes the method to synthesize lithium cobalt oxide from sodium cobalt oxide at 1-1000 Li-Na (molar ratio) using electrochemically assisted ion exchange method. do.

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Memo 2404170623 My thought experiment qpeoms storytelling

In their study of lithium anode materials for battery storage, the research team showed that 'there is a common pathway' for lithium and sodium ion exchange in layered oxide anode materials.

Room-temperature ion exchange provides access to metastable layered oxides that cannot be synthesized directly through solid-state synthesis at high temperatures but can possess unique chemical and physical properties.

qpeoms Ion exchange is like a recipe for regular food in a restaurant, so it can generally be carried out at room temperature and pressure, making it possible to manufacture substances such as lk99 easily and simply.
Of course, general oser.abcdef,xyz=oss ion exchange in experimental environments, exoplanets, and outer space that raise or lower the standard of room temperature and pressure follows the qpeoms synthesis method route. haha.

The important thing is that if a quasi-material or metastable form has theoretically interesting properties, the material is changed to a new, more stable state due to high temperature, but it can be applied very broadly as long as it can be obtained under the generality of room temperature and pressure conditions.

Rather than implementing a narrow recipe under special conditions, the fact that 'metastable ion exchange is possible' under general conditions, such as 'an entire exoplanet with an atmosphere', should be practical, just as it is now possible to create an unlimited number of stable cathode batteries with only sea salt water on Earth. The ion exchange recipe has general value.

Sample oms.vix.a (standard2)
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A path of qpeoms.msbase.oss
Sample oss.base (standard)
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.X-Ray Eyes Reveal Hidden Winds of Sun-Like Stars for the First Time

X선 눈으로 태양과 같은 별의 숨겨진 바람을 처음으로 밝혀내다

성간 먼지 구름에서 거대 거대 별 뱀주인자리 제타가 생성한 충격파

주제:천문학천체물리학비엔나 대학교XMM-뉴턴 비엔나 대학교 2024 년 4월 16일 성간 먼지 구름에서 거대 거대 별 뱀주인자리 제타가 생성한 충격파 성간 먼지 구름에서 거대한 거대 별 뱀주인자리 제타가 생성한 충격파(빨간색 호)의 적외선 이미지. 태양과 같은 주계열성의 미약한 바람은 관찰하기가 훨씬 더 어렵습니다. 출처: NASA/JPL-Caltech; NASA 및 허블유산팀(STScI/AURA); CR O'Dell, 밴더빌트 대학교

천체물리학자들은 항성풍을 통한 별의 질량 손실을 정량화합니다. 비엔나 대학의 연구원이 이끄는 국제 연구팀은 성체권에서 방출되는 X선을 기록하여 태양과 유사한 세 개의 별에서 처음으로 항성풍을 직접 감지하고 별의 질량 손실 속도에 제한을 두었습니다. 그들의 별풍을 통해. 이 연구는 Nature Astronomy 에 게재되었습니다 . 우리 태양계를 둘러싸고 있는 태양권의 항성 유사체인 성구(Astrospheres)는 항성풍에 의해 성간 매체, 즉 가스와 먼지로 가득 찬 공간으로 날아가는 매우 뜨거운 플라즈마 거품입니다. 태양과 유사한 저질량 별의 항성풍에 대한 연구를 통해 우리는 항성과 행성의 진화를 이해하고 궁극적으로 우리 별과 태양계의 역사와 미래를 이해할 수 있습니다.

항성풍은 행성 대기를 우주로 증발시켜 대기 질량 손실을 초래하는 많은 과정을 주도합니다. 한 시간 또는 심지어 1년 동안 행성이 탈출하는 비율은 아주 작지만, 오랜 지질학적 기간에 걸쳐 작동합니다. 손실은 누적되어 행성이 거주 가능한 세계나 공기가 없는 암석으로 진화하는 데 결정적인 요인이 될 수 있습니다. 별과 행성의 진화에 대한 중요성에도 불구하고 태양과 같은 별의 바람은 억제하기가 매우 어렵습니다.

주로 양성자와 전자로 구성되어 있으며, 소량의 더 무거운 고하전 이온(예: 산소, 탄소)도 포함하고 있습니다. 별 주변의 성간 물질의 중성에서 전자를 포획하여 X선을 방출하는 것은 바로 이러한 이온입니다. 천체구의 X선 방출이 감지됨 비엔나 대학교 천체물리학과 수석 과학자 크리스티나 키슬리야코바(Kristina Kislyakova)가 이끄는 국제 연구팀은 소위 주계열성이라고 불리는 태양과 같은 세 개의 별 주위의 성구에서 X선 ​​방출을 처음으로 감지했습니다.

생애의 전성기에 있는 별이며, 처음으로 그러한 바람을 직접 기록하여 항성풍을 통한 별의 질량 손실 속도를 제한할 수 있게 되었습니다. XMM-뉴턴 우주 망원경의 관측을 바탕으로 한 이 결과는 현재 Nature Astronomy 에 게재되었습니다 . 연구진은 XMM-뉴턴으로 산소 이온의 스펙트럼 지문(소위 스펙트럼 선)을 관찰하여 산소의 양과 궁극적으로 별에서 방출되는 항성풍의 총 질량을 결정할 수 있었습니다. 연구진은 천문구가 발견된 70 Ophiuchi, 엡실론 Eridani 및 61 Cygni라는 3개의 별에 대해 질량 손실률을 각각 태양 질량 손실률의 66.5±11.1배, 15.6±4.4배 및 9.6±4.1배로 추정했습니다. 이는 이 별들에서 나오는 바람이 태양풍보다 훨씬 강하다는 것을 의미하며, 이는 이 별들의 더 강한 자기 활동으로 설명될 수 있습니다.

스타 70 뱀주인자리 XMM-뉴턴

스타 70 뱀주인자리 XMM-뉴턴 별 70 Ophiuchi의 XMM-뉴턴 X선 이미지(왼쪽)와 X선 광자 에너지에 대한 스펙트럼으로 표현된 별 주변 영역("환주")의 X선 방출(오른쪽). 방출의 대부분은 별 자체에서 나오는 X선 광자로 구성되지만 관측 망원경 내에서 그리고 카메라 전체에 걸쳐 산란됩니다(파란색 선으로 표시된 모델에 의해 근사치). 별이 아닌 확장된 천문권에서 발생하는 0.56keV의 에너지(이 기여도는 빨간색 모델에 포함됨). 신용: Kislyakova 외. 자연 천문학, 10.1038/s41550-024-02222-x, 2024

-"태양계에서는 태양풍 전하 교환 방출이 행성, 혜성 및 태양권에서 관찰되었으며 태양풍의 구성을 연구할 수 있는 자연 실험실을 제공합니다"라고 이번 연구의 주저자인 Kristina Kislyakova는 설명합니다. “먼 별에서 나오는 이러한 방출을 관찰하는 것은 신호가 희미하기 때문에 훨씬 더 까다롭습니다. 게다가 별까지의 거리로 인해 별 자체의 실제 X선 방출과 천문구에서 방출되는 신호를 분리하는 것이 매우 어렵습니다.

이 신호의 일부는 시야에 "확산"됩니다. 도구 효과로 인한 망원경. “우리는 방출에 대한 별과 천체의 기여를 분리하기 위한 새로운 알고리즘을 개발했으며, 세 개의 주계열성의 주변 중성 성간 매체와 항성풍 산소 이온에서 발생하는 전하 교환 신호를 감지했습니다. 이러한 별의 성구에서 X선 ​​전하 교환 방출이 감지된 것은 이번이 처음입니다. 우리가 추정한 질량 손실률은 항성풍 모델의 벤치마크로 사용될 수 있으며 태양과 같은 별의 바람에 대한 제한된 관측 증거를 확장할 수 있습니다.” 미래 전망과 기술 발전 공동 저자이자 비엔나 대학의 마누엘 구델(Manuel Güdel)은 다음과 같이 덧붙입니다.

-“태양과 같은 별 주위에 바람이 존재한다는 사실을 입증하고 그 강도를 측정하려는 전 세계적 노력이 30년 이상 진행되어 왔지만 지금까지는 다음과 같은 간접적인 증거에 불과했습니다. 별이나 주변 환경에 대한 이차적 영향은 그러한 바람의 존재를 암시합니다. 우리 그룹은 이전에 바람으로부터 전파 방출을 감지하려고 시도했지만 바람 자체를 감지하지 못하고 바람 강도에 상한선만 설정할 수 있었습니다.

우리의 새로운 X선 기반 결과는 이러한 바람을 직접 찾아내고 이미징하며 주변 행성과의 상호 작용을 연구할 수 있는 길을 열어줍니다." “미래에는 유럽 아테나 임무의 X-IFU 분광계와 같은 미래의 고해상도 장비 덕분에 엑스레이에서 항성풍을 직접 감지하는 이 방법이 더욱 용이해질 것입니다. X-IFU의 높은 스펙트럼 분해능은 XMM의 CCD 분해능과 구별하기 어려운 산소 선(다른 희미한 선 포함)의 더 미세한 구조와 방출 비율을 해결하고 방출 메커니즘에 추가적인 제약을 제공합니다. 별의 열 방출 또는 성구의 비열 전하 교환.” – 해당 연구의 공동 저자이자 CNRS 연구원인 Dimitra Koutroompa에 대해 설명합니다.

참고: KG Kislyakova, M. Güdel, D. Koutroumpa, JA Carter, CM Lisse 및 S. Boro Saikia의 "세 개의 주계열성 주변의 성구의 X선 검출 및 질량 손실률", 2024년 4월 12일, Nature 천문학 . DOI: 10.1038/s41550-024-02222-x

https://scitechdaily.com/x-ray-eyes-reveal-hidden-winds-of-sun-like-stars-for-the-first-time/


메모 2404170938 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링

별이 항성풍으로 별의 질량과 에너지가 우주로 빠져나가는 모습을 msbase.banc에 비유될 수 있다. 그런 모델은 qpeoms.banc.system으로 여겨지며 매우 흔하고 msbase.oss 영역에서 자주 qpeoms.value.+-n들이 ems를 매개로 바람처럼 들락거리는 것이 자연스러운듯 하다. 허허.

-"In the solar system, solar wind charge exchange emissions have been observed on planets, comets and in the heliosphere, providing a natural laboratory to study the composition of the solar wind," explains Kristina Kislyakova, lead author of the study. “Observing these emissions from distant stars is much more challenging because the signals are faint. Moreover, the distance to the star makes it very difficult to separate the signal emitted by the astronomical sphere from the actual X-ray emission of the star itself.

-Some of this signal is "spread out" into the field of view. Telescope due to instrumental effects. “We developed a new algorithm to separate the contributions of stars and celestial bodies to the emission, and detected charge exchange signals originating from the surrounding neutral interstellar medium and stellar wind oxygen ions of three main sequence stars. This is the first time that X-ray charge exchange emissions have been detected from such a stellar constellation. “The mass loss rates we estimate can be used as a benchmark for stellar wind models and extend the limited observational evidence for winds in Sun-like stars.” Future perspectives and technological developments co-author Manuel Güdel of the University of Vienna adds:

-“Worldwide efforts to prove the existence of winds around stars like the Sun and measure their intensity have been ongoing for more than 30 years, but so far only indirect evidence has been obtained, such as: Secondary effects on stars and their surroundings suggest the existence of such winds. Our group has previously attempted to detect radio emissions from the wind, but was unable to detect the wind itself and could only place an upper limit on wind strength.
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Memo 2404170938 My thought experiment qpeoms storytelling

The way a star's mass and energy escapes into space through the stellar wind can be compared to msbase.banc. Such a model is considered qpeoms.banc.system and is very common, and it seems natural that qpeoms.value.+-n frequently flows in and out of the msbase.oss area like the wind via ems. haha.

Sample oms.vix.a (standard2)
2401030806
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
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sample qoms (standard)
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A path of qpeoms.msbase.oss
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zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
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