材料化学：空気–液体界面における無機膜の機構的形成

機能性無機自立膜は、同様の有機膜や高分子膜の限界を超えて、先進的分離、触媒作用、センサー、メモリー、光フィルタリング、イオン伝導体の潜在能力を引き出す可能性がある。しかし、大半の無機材料は脆性で、表面不飽和結合が不足しているため、従来のトップダウン型成形もしくはボトムアップ型合成、またはその両方を通して連続膜を形成することが困難である。これまでに、事前に堆積させた膜から、犠牲基板を選択的に除去することによって作製されたのは、ごく少数の特定の無機膜しかない。今回我々は、水性無機前駆体系において核生成の優先性を切り替え、空気–液体界面で非常に薄いさまざまな無機膜を得る戦略を実証する。機構的研究によって、膜の成長が浮遊構成要素の運動学的進化に依存することが示され、これが、幾何学的接続性に基づく相図を導くのに役立った。この知見から、膜の厚さや貫通孔のパラメーターの調整原理だけでなく、調べられていないあらゆる膜に向けて一般的な合成指針が得られる。今回の研究は、複雑な動的システムの理解の枠を超えて、組成、構造、機能性の観点から、膜の従来概念を包括的に拡張するものである。

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