根据传统的成核理论，溶液中的晶体在热波动下以随机晶体取向成核。因此，在基底上生长的纳米片阵列总是表现出无序排列，这阻碍了催化过程中的传质。
为了克服这一限制，北京航空航天大学Li-Min Liu，Leiting Dong，郭林教授在这里演示了应力诱导的纳米片阵列的定向成核和生长。在弯曲生长基底上实现了规则自生长的平行纳米片阵列。
文章要点
1）在电化学氧气生产过程中，有序阵列保持微通道中液体的稳定流动，抑制随机取向纳米片阵列典型的阻碍流动的氧气气泡的有害产生。
2）可控的平行阵列、完全覆盖的蓬松状超薄纳米片和无定形无序结构共同实现了从微观到原子尺度的分层界面的全面设计，显着改善了工业超快生产的缓慢析氧动力学。
3）在具有竞争力的 2.862 V 低电池电压下，在 4000 mA·cm−2 的高工作电流下，稳定实现了 135 L·min−1 ·m−2 的创纪录高超快氧气产量。
这些结果和相关见解奠定了基础超越经典成核方法的晶体定向成核和生长的进一步发展，有利于大规模工业电化学过程，如此处所示的超快氧气生产。
参考文献
Jianxin Kang, et al, Parallel Nanosheet Arrays for Industrial Oxygen Production, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c05688
https://doi.org/10.1021/jacs.3c05688
