石墨烯和錫的組合在太陽能板、人工肌肉等領域呈現潛力
簡介
最新研究顯示石墨烯和錫的組合在太陽能板、人工肌肉等裝置應用中體現出潛力。新澤西理工學院（NJIT）的研究人員透過在聖地亞哥超級計算中心使用機器學習方法，研究了石墨烯和錫系統之間的介面，發現了一種堅固、高效的材料。這項研究成果發表在《電化學能量轉換和儲存》期刊上。
石墨烯和錫的組合
研究人員表示石墨烯和錫的組合形成了一種二維/三維異質結構，將石墨烯作為二維材料放在錫的表面。這種結構的關鍵在於介面的存取強度，過強的存取會導致兩個材料黏連在一起，而過弱的存取則會讓介面松散。研究人員利用量子力學模擬方法和機器學習技術，詳細研究了這種介面結構的性質。
應用前景
研究人員表示石墨烯和錫的組合材料在許多領域都體現出具有應用潛力。例如，在鈉離子電池中，石墨烯介面的存在可以減輕錫陽極在鈉間插過程中的機械應力，從而提高電池的穩定性。此外這種組合材料還可以應用於仿生感測器、太陽能板、電子裝置和人工肌肉等領域。
機器學習方法的應用
研究人員指出，機器學習方法可以在模擬複雜介面結構時提供便利。然而由於需要龐大的資料集，構建高質量的資料集一直是阻礙機器學習技術在材料科學領域應用的主要問題之一。研究人員透過在聖地亞哥超級計算中心使用先進的取樣和建模方法，克服了資料不足的困境。他們的模型在微小的資料集上訓練，並體現出對新的複雜介面的良好適應性。
未來展望
此外研究人員還表示他們的目標是建立一個包含各種介面系統的大型資料庫，並與材料科學研究社區共享。這個資料庫將有助於深入研究介面的性質，例如介面滑移、斷裂和應力的生成。他們表示利用這個資料庫，可以更快地預測任何奈米級介面的性質。
結論
石墨烯和錫的組合材料在太陽能板、人工肌肉等裝置中具有重要的應用價值。這項研究利用機器學習方法和超級計算資源，深入研究了這種材料組合的介面性質，並成功開發出一種堅固高效的材料。未來，研究人員將繼續擴充資料庫，並將其與全球科學社區共享，以加速對奈米介面性質的預測研究。
來源：https://techxplore.com/news/2023-10-graphene-tin-combo-solar-panels.html
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