В мире химии

Диатомеи превращаются в кремниевые сенсоры

16 января 2014

Извлечение элементного кремния из силикатных минералов, содержащихся в земной коре, представляет собой процесс, протекающий в жестких условиях. Ситуация со сложностью получения кремния может измениться благодаря пионерской работе группы Кена Сандхага (Ken Sandhage) из Института Технологии Атланты. Исследователи разработали простой способ, превращающий кремнийсодержащие скелеты диатомей, простейших одноклеточных фотосинтетических организмов (см. рисунок), в структуры, состоящие из чистого кремния.


Эти крошечные скелеты из кремнезема могут быть превращены в детали из кремния.

Восстановление оксида кремния требует высокой температуры, создать которую может только электродуговая печь, и большое количество углерода-восстановителя. При температуре около 2000 градусов углерод восстанавливает кремний, давая образцы с 98% чистотой. Дальнейшая очистка полученного кремния приводит к получению ультрачистого кремния, применяемого в электронной промышленности.

Кремниевая копия скелета диатомеи, оставшаяся после отмывки оксида магния (По материалам Nature)

Сандхаг обнаружил, что при 650 градусах кремнеземные скелеты мертвых диатомей восстанавливаются газообразным магнием. В результате этого процесса образуется смесь кремния и оксида магния. Растворение смеси в соляной кислоте позволяет отмыть магний и его производные, от наноструктур, состоящих из чистого кремния и повторяющих форму панциря диатомовых водорослей.

Исследователи из Атланты показали, что большая площадь поверхности и открытая пористая 3D структура ажурных кремниевых конструкций делает их идеальными микроскопическими сенсорами. Более того, кремний, образующий продукт восстановления диатомовых скелетов, сразу обладает полупроводниковыми свойствами, в то время как компактный кремний, восстановленный углеродом – изолятор.

www.chemport.ru

В мире химии

Другие новости

6 декабря 2016 За чистоту топлива!

Исследователи из Великобритании и Германии разработали оборудование для непрерывного мониторинга содержания следовых количеств металлов в продуктах газификации биотоплива. Газ из экспериментального реактора Университета Крэнфилда (Великобритания) исследовался с помощью портативной автономной...


13 июля 2015 В США набирает обороты антипластмассовое движение

В США набирает ход очередная волна выступлений противников пластмассовой посуды, упаковки пищевых продуктов, изделий для детей. Критика основана на последних научных исследованиях, доказывающих вредное влияние компонентов полимеров даже в микроскопических дозах. «Все мы кормим маленьких детей молоком ...


23 сентября 2008 Сверхкритические жидкости + фотолиз = зеленая химия

В соответствии с работой Мартина Полякова (Martyn Poliakoff) из Университета Ноттингема, комбинация известных признаков двух экологически чистых процессов: сверхкритических жидкостей и фотохимической активации позволит проводить экологически безопасные реакции в промышленном масштабе.