Couche

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 7880 (2023) Citer cet article

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Nous rapportons la stabilité dépendante de la couche de nanofeuillets de mica bidimensionnel (2D) de type muscovite (KAl3Si3O10(OH)2). Les calculs de premier principe sur des nanofeuilles de mica avec différentes épaisseurs de couche (n = 1, 2 et 3) révèlent leur stabilité dépendante de la couche ; les nanofeuilles de mica 2D impaires sont plus stables que les nanofeuilles paires, et la stabilité préférable des couches impaires provient d'effets électroniques. Un modèle de blindage de noyau est proposé avec une hypothèse raisonnable, prouvant avec succès l'instabilité des nanofeuilles de mica paires. L'imagerie Raman confirme que la population de nanofeuilles de mica impaires est prédominante dans les produits de mica exfoliés. Les états de charge alternés avec des couches paires/impaires ont été mis en évidence par microscopie à force de sonde Kelvin. Nous démontrons également une dégradation photocatalytique unique, ouvrant de nouvelles portes pour les applications environnementales des nanofeuilles de mica.

Le contrôle de la couche atomique dans les nanofeuilles bidimensionnelles (2D) fait l'objet d'une grande attention en tant que nouvelle catégorie de la science des matériaux en raison des propriétés physiques et chimiques particulières des nanofeuilles qui suggèrent des applications potentielles dans les appareils électroniques de nouvelle génération1,2,3,4 ,5,6,7,8,9,10,11. Déclenchés par la découverte du graphène1,6, de nombreux chercheurs ont exploré les propriétés et les applications des nanofeuilles 2D, constituées de matériaux stratifiés inorganiques4,5,6,7,8. Les matériaux 2D ont récemment gagné en considération en raison de leurs propriétés extraordinaires11 et ils sont utilisés dans différentes applications telles que l'énergie12, le capteur d'humidité13,14, etc. Différentes techniques de caractérisation telles que les méthodes optiques15, la spectroscopie Raman16, l'étude AFM17, ont été utilisées pour les caractériser. . De plus, leurs caractéristiques sont explorées par la théorie de la fonctionnelle de la densité18,19.

En particulier, étant similaire au graphène, on s'attend à ce que la réduction du nombre de couches dans les matériaux inorganiques apporte de nouvelles propriétés et de nouvelles applications20. Par exemple, Ryousuke Ishikawa et al21 ont étudié l'effet du nombre de couches de graphène sur les performances des cellules solaires pérovskite/graphène, dans lesquelles ils rapportent également la fonction de travail du graphène dépendant de la couche ; 4,82 eV pour la monocouche, 4,94 eV pour la bicouche et un pic à environ 4,97 eV pour trois couches et plus. Il est intéressant d'étudier si des tendances similaires sont conservées dans des structures inorganiques 2D.

Le mica, en raison de ses propriétés particulières, y compris la stabilité électrique, mécanique et chimique, a été utilisé dans une variété d'applications telles que les substrats isolants, les condensateurs, les films de peinture et les revêtements barrières. En particulier, puisque le mica est à l'origine composé d'une structure en couches avec de fortes liaisons dans le plan et un faible couplage entre les couches, il est efficacement clivé en nanofeuilles minces22,23,24,25,26, présentant des propriétés uniques et utiles. Par exemple, avec ses caractéristiques diélectriques avec une bande interdite de 7,85 eV27,28,29, les propriétés capacitives du mica seront extrêmement élevées par l'exfoliation.

Même s'il existe des rapports sur la véritable exfoliation des nanofeuilles de mica, jusqu'aux nanofeuilles à une ou quelques couches30,31, il reste encore de la place pour d'autres études sur cet aspect. De plus, il n'y a eu aucun progrès significatif vers la révélation de nouvelles propriétés et applications de nanofeuilles de mica avec une épaisseur extrêmement faible. Dans une publication récente24, nous avons rapporté une approche simple mais plutôt inattendue pour le rétrécissement de la bande interdite accordable dans les nanofeuillets de mica 2D de type muscovite (KAl3Si3O10(OH)2) à travers une épaisseur moléculaire contrôlée. La diminution du nombre de couches a entraîné une réduction de l'énergie de la bande interdite de 7 à 2, 5 eV, et le boîtier bicouche présentait une nature semi-conductrice avec une énergie de la bande interdite d'environ 2, 5 eV. Cela a été attribué aux relaxations du réseau, ainsi qu'aux effets de dopage de surface. Ces nanofeuilles de mica 2D à bande interdite peuvent résoudre certains problèmes clés dans le développement de dispositifs électroniques/optoélectroniques à base de nanofeuilles 2D qui nécessitent une bande interdite étroite, une transition semi-conducteur à métal et une excellente stabilité de structure dépendante de la couche.

Parallèlement à ce rapport, dans cette étude, grâce à des calculs de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) selon les premiers principes, nous avons constaté que les nanofeuilles de mica 2D paires sont moins stables que les impaires, ce qui a été expliqué par un modèle de blindage de noyau et mis en évidence par l'imagerie Raman.

Les calculs des premiers principes ont été effectués dans le cadre DFT, tel que mis en œuvre dans le Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP)32. Le potentiel d'échange-corrélation a été approché par l'approximation généralisée du gradient en utilisant la fonctionnelle de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE)33,34,35. La coupure de l'énergie cinétique a été fixée à 500 eV. Toutes les structures ont été traitées avec des conditions aux limites périodiques et les nanofeuilles de mica dans les supercellules périodiques ont été séparées par un espacement sous vide d'environ 20 Å. Les paramètres de réseau cristallin des nanofeuillets de mica 1L, 2L et 3L sont disponibles dans notre précédent rapport36. Les structures optimisées ont été obtenues en relâchant toutes les positions atomiques jusqu'à ce que les forces interatomiques deviennent inférieures à 0,01 eV Å−1. Les maillages de points K pour l'optimisation de la structure géométrique et les calculs de structure électronique sont respectivement de 6 × 4 × 1 et 10 × 6 × 1. La charge dans un atome a été définie comme la différence entre la charge de valence et la charge de Bader. La charge de Bader a été déterminée avec le schéma Bader de décomposition de la densité de charge37.

Le processus d'exfoliation chimique des nanofeuilles de mica est décrit en détail ailleurs2. Dans un autoclave revêtu de Téflon avec un mélange de solution organique de potassium et de poudres de mica, les ions potassium dissous dans le solvant ont été intercalés dans l'espace intercouche du mica. Simultanément, le mica a été irradié par un chauffage rapide par micro-ondes, générant les nanofeuilles de mica exfoliées. Une suspension colloïdale de fines couches de mica a ensuite été acquise par centrifugation et sonication.

Nous avons obtenu les nanofeuilles de mica ultra-minces au moyen de l'exfoliation mécanique du mica muscovite avec du ruban adhésif. En tant que matériau source, des plaques de mica hautement ordonnées disponibles dans le commerce ont été utilisées.

La microscopie optique (Olympus BX-51) et l'AFM (SII Nanotechnology E-sweep AFM) ont été utilisés pour observer la topographie des nanofeuillets. Les spectres Raman ont été collectés en utilisant un microscope Raman HORIBA Jobin Yvon (LabRam HR800UV) avec une longueur d'onde d'excitation de 514,5 nm. La microscopie à force de sonde Kelvin (KPFM) a été réalisée avec un AFM SII Nanotechnology E-sweep sous vide pour éviter la contamination et l'adsorption d'eau.

Les matières premières sont les suivantes; TiO2 (Degussa P-25) comme matériau de référence, couches de mica exfoliées et solution de rouge de méthylène (MR) achetée auprès de Daejung Chemicals & Metals Co., Ltd., Corée. Selon les spécifications, la solution MR se composait de 90 % d'éthanol, 9,9 % d'eau déminéralisée et 0,1 % de MR. Dans une fiole conique de 250 ml, 6 mg de poudre photocatalytique (TiO2 (Degussa P-25) ou couches de mica exfoliées) ont été mis en suspension dans 50 ml de la solution MR maintenue dans l'obscurité à température ambiante sous agitation pendant 1 h. Ensuite, les mélanges ont été conservés sous la lumière du soleil entre 23h00 et 15h00 sur le campus de l'Université Inha, République de Corée ; les expériences utilisant MR ont été réalisées à des jours différents. Les aliquotes de la solution aqueuse ont été prélevées à intervalles (30, 60, 120, 180 et 240 min), filtrées avec un papier filtre, et le spectre d'absorption UV-vis de la solution claire avec la même quantité a été enregistré par un Spectromètre UV-vis (VARIAM Technology, Cary 100 UV-vis). L'activité photocatalytique du photocatalyseur synthétisé a été déterminée par la diminution de l'absorbance à 518 nm pour MR.

Dans une étude antérieure24, nous avons effectué des calculs DFT de premier principe sur les propriétés structurales et électroniques de nanofeuillets de mica 2D de type muscovite (KAl3Si3O10(OH)2) avec une épaisseur moléculaire contrôlée. Dans les nanofeuillets de mica 2D avec différents nombres de couches, un rétrécissement anormal de la bande interdite a été observé, contrairement aux effets de taille quantique bien connus. La diminution du nombre de couches a entraîné une réduction de l'énergie de la bande interdite de 7 à 2,5 eV, proposant une nouvelle approche pour préparer des matériaux 2D avec des bandes interdites plus petites, qui sont nécessaires pour préparer des dispositifs à partir d'hétérostructures 2D.

Étant donné que les nanofeuilles de mica sont exfoliées à partir des cristallites hôtes, elles peuvent présenter des propriétés structurelles différentes du fait qu'une grande partie des atomes sont maintenant situés à la surface, au lieu d'être confinés dans la masse. En conséquence, les distorsions structurelles dans les nanofeuilles de mica peuvent contribuer à leur rétrécissement de bande contre-intuitif observé dans une étude antérieure24 et modifier également leur stabilité. Afin d'étudier et de comparer les stabilités relatives des nanofeuilles de mica à une ou plusieurs couches, nous avons effectué une série de calculs sur des nanofeuilles de mica à une seule couche (1L), à deux couches (2L) et à trois couches (3L) comme systèmes modèles. Nous avons calculé l'énergie de surface des nanofeuilles de mica pour quantifier la stabilité en utilisant l'équation suivante :

où A est l'aire de la surface de la supercellule de la dalle, Eslab est l'énergie de la supercellule de la dalle, Ebulk est l'énergie globale par atome et N est le nombre d'atomes dans la supercellule de la dalle. Fait intéressant, nous avons constaté que le mica 2L est 36 et 22 meV moins stable que le mica 1L et 3L, respectivement. La stabilité caractérisée par l'énergie de surface peut être supposée être dérivée de deux facteurs, structurels et électroniques :

où la composante structurale provient de l'environnement atomique local aux surfaces (c'est-à-dire de la présence de liaisons pendantes, de potentiels chimiques, etc.), tandis que l'Eélectronique provient des effets électroniques quantiques (c'est-à-dire du confinement quantique, etc.). Dans notre cas, toutes les structures de mica à simple, double et triple couche ont le même type de terminaison K+ ; par conséquent, nous pouvons exclure le facteur structurel. Par conséquent, la stabilité préférable des feuilles de mica à nombre impair de couches devrait provenir des effets électroniques. Pour étayer cette hypothèse, nous avons développé un modèle de blindage central pour la description du mica à quelques couches. Selon ce modèle, nous traitons la structure du mica comme une séquence de couches positives et négatives chargées. La couche positive correspond à la région K +, tandis que la couche négative correspond à une région sandwich tétraédrique-octaédrique-tétraédrique (Fig. 1 dans la Réf.24). Les régions positives et négatives interagissent les unes avec les autres selon une équation générale de type Coulomb :

Par conséquent, la stabilité dépend des valeurs des charges positives et négatives et de la distance entre les couches positive et négative. Dans les nanofeuilles de mica monocouche (1L), il existe une attraction électromagnétique stable entre la couche d'ions K + de surface positive (Q1) et les charges négatives du noyau sandwich tétraédrique – octaédrique – tétraédrique (Q2). Cependant, dans les nanofeuilles de mica à double couche (2L), il y a une charge positive dans la région centrale. Bien qu'elle soit masquée par les charges négatives voisines, cette charge positive blindée dans le noyau repousse la couche d'ions positifs K+ à la surface, rendant le mica à double couche instable. L'effet de blindage équivaut à une déduction partielle du Q2 négatif, par conséquent, l'équation ci-dessus peut être réécrite comme suit :

Cela entraîne une diminution de l'interaction électrostatique attractive entre la couche d'ions K + de surface et la couche sandwich négative tétraédrique-octaédrique-tétraédrique voisine. De plus, dans les nanofeuilles de mica à trois couches (3L), une charge négative se produit dans la région centrale. Il est définitivement protégé par la couche d'ions K+ positifs voisine avant que cette charge négative blindée dans le noyau n'attire la couche d'ions K+ positifs à la surface. Cependant, la distance lointaine peut considérablement affaiblir l'interaction attractive pour stabiliser la structure 3L.

Pour vérifier cette hypothèse, nous avons calculé les charges de Bader sur tous les atomes du mica à une, deux et trois couches. Une valeur négative de la charge de Bader signifie l'acceptation d'électrons pour produire une charge, tandis qu'une valeur positive représente un don d'électrons pour donner une charge. Nous avons constaté que les atomes K de surface possèdent dans tous les cas une charge similaire de + 0,89|e|, indiquant qu'ils sont presque complètement ionisés. Cela suggère également des valeurs Q1 égales de l'Eq. 1 dans tous les cas. La charge de la région du noyau dans 1L a une valeur Q2 d'être − 1,78|e|, donnant l'interaction électrostatique attractive entre les ions K+ et le noyau. Cependant, une valeur \({Q}_{2}^{blindé}\) de 0,004|e| en 2L, l'indication de l'effet de blindage des couches négatives impactant la charge positive du noyau, conduit à une réduction de Q2. En conséquence, nous nous attendons à une interaction beaucoup plus faible obtenue en 2L avec l'Eq. (4), donc moins de stabilité. La valeur \({Q}_{2}^{blindé}\) calculée dans 3L est négligeable, ce qui peut être attribué à la grande distance entre le noyau et la surface. Cela implique que l'effet de blindage du noyau peut ne pas être substantiel dans les nanofeuilles de mica de plusieurs couches. Sur cette base, nous pouvons approfondir notre conclusion et suggérer que le mica avec un nombre pair de couches serait moins stable que le mica avec un nombre impair de couches (Fig. 1).

Modèle de blindage de noyau pour le mica à quelques couches. La couleur bleue représente les régions de charge positive (couche K) et la couleur verte représente les régions de charge négative (structure sandwich tétraédrique et octaédrique).

Dans le but de prouver le calcul théorique qui prédit que les couches de mica impaires sont plus stables que les couches paires, nous avons tenté de mesurer la population de chaque couche dans le produit de nanofeuilles de mica exfoliées. Afin d'identifier le nombre de couches dans le produit de mica exfolié, nous avons effectué une caractérisation combinée de la réflectivité optique et de la diffusion Raman. La figure 2a montre une image optique sous un éclairage en lumière blanche. Il a été observé que la couleur apparente dépend de l'épaisseur du nanofeuillet, en raison des effets d'interférence des interfaces mica/SiO2 et SiO2/Si25,26. Pour obtenir une image plus quantitative de la distribution d'épaisseur, nous avons effectué des caractérisations optiques (Fig. 2b, c) en utilisant un éclairage monochromatique à 530 nm, ce qui est proche du contraste maximal pour les nanofeuilles de mica25. De toute évidence, les nanofeuilles de mica ont montré une réflectivité plus élevée que le substrat. Cette image fournit une image claire de la distribution d'épaisseur avec une couche allant de 1 à 5L. L'encart de la figure 2c montre une image AFM mesurée à partir de la partie 1L du contraste optique. La différence de hauteur entre la nanofeuille de mica et le substrat SiO2/Si était de 1,04 nm, ce qui était comparable à l'épaisseur théorique de la nanofeuille de mica 1L24.

(a) Image optique mesurée avec une lumière blanche sur des nanofeuilles de mica sur un substrat SiO2/Si de 100 nm. (b) Image optique mesurée avec la lumière à 530 nm, qui est proche du contraste maximal pour les nanofeuilles de mica. ( c ) Image optique mesurée avec la lumière à 530 nm sur des nanofeuilles de mica monocouche. (encadré) Image AFM prise à partir de la zone pointillée en (c). ( d ) Spectres Raman de nanofeuilles de mica avec différents nombres de couches. Les spectres ont été tirés du même film que (b). ( e ) Cartes d'intensité Raman surveillées avec le mode 263 cm-1. ( f ) Distribution des nombres de couches estimés à partir de 100 images de cartographie Raman.

Après avoir établi l'identification de l'épaisseur à l'aide de la réflectivité optique, nous étendons la spectroscopie Raman, qui est l'un des outils puissants pour la caractérisation de l'épaisseur des matériaux 2D. La figure 2d montre les spectres Raman de nanofeuilles de mica avec différents nombres de couches. Bien que l'efficacité de diffusion Raman du mica soit bien inférieure (environ 100 fois) à celle du graphène et du MoS2, nous avons pu surveiller la dépendance à l'épaisseur ; l'intensité maximale dans les spectres Raman dépend évidemment du nombre de couches. En convertissant l'intensité maximale en une image, on peut visualiser la population des nanofeuilles de mica en termes de nombre de couches, ce qui est souvent utilisé pour déterminer le nombre de couches dans les matériaux 2D. Sur cette base, on peut faire une imagerie Raman, indiquant le nombre de couches pour les produits de mica exfoliés. Un exemple d'imagerie Raman est illustré à la figure 2e, révélant l'existence de nanofeuilles de mica à quelques couches. On a observé que les nombres typiques de nanofeuilles de mica étaient de 1, 2, 3 et 5. Nous observons que des nanofeuilles de mica avec un nombre pair de couches (c'est-à-dire 2 dans le cas présent) ont été produites, en plus de celles avec un nombre impair. nombre de couches (c'est-à-dire 1, 3 et 5). Bien que les résultats confirment l'existence de nanofeuilles de mica 2L, la quantité de nanofeuilles de mica à couches impaires est nettement supérieure à celle de celles à couches paires. Nous avons estimé la population de couches paires et impaires à partir de 100 images Raman, qui ont été prises à partir de différents produits de mica exfoliés. Les résultats sont résumés sur la figure 2f, démontrant évidemment que les nanofeuilles de mica impaires sont prédominantes. Cette observation directe de la population de nanofeuilles de mica en termes de nombre de couches est bien cohérente avec le modèle de blindage du noyau, indiquant que les nanofeuilles de mica à couches paires sont moins stables que celles à couches impaires.

Selon le modèle de blindage du noyau, en raison de l'alternance des charges dans la région du noyau qui peut conduire à l'alternance des champs dipolaires avec des composants parallèles à la surface, il peut y avoir des charges de surface de deux types pour les couches paires/impaires. Autrement dit, les surfaces de tous les types de couches sont toutes positives, mais les couches impaires ont un dipôle fort en raison des régions centrales plus négatives, et les couches paires ont un dipôle relativement faible en raison des régions centrales moins négatives. . Pour vérifier cela, nous avons mesuré l'état de charge de surface des nanofeuillets de mica 2D en utilisant la microscopie à force de sonde Kelvin (KPFM), avec laquelle on peut observer la fonction de travail des surfaces à l'échelle moléculaire. La carte de la fonction de travail produite par KPFM nous donne des informations sur la composition et l'état électronique des structures locales à la surface d'un solide car la fonction de travail d'un solide est déterminée par divers phénomènes de surface, la composition chimique, la reconstruction des surfaces et dopage et courbure de bande des semi-conducteurs. Comme le montre la figure 3, les couches impaires telles que les nanofeuilles de mica 1L et 3L sont plus positives que les couches paires telles que les nanofeuilles de mica 2L. Ce qui est plus important, c'est que les états de charge de surface pour 1L et 3L sont presque identiques. Nous avons prouvé que la nanofeuille 3L a une bande interdite plus grande que les 1L et 2L ; si la charge de surface ne joue pas de rôle sur la Fig. 3, on devrait voir 3 types (un pour chaque type de couche) correspondant aux 3 travaux de sortie. Le fait qu'il y ait deux types observés sur la figure 3 est en faveur des charges alternées avec les couches paires/impaires.

( a ) Image AFM et ( b ) état de charge mesuré par KPFM du produit de mica exfolié.

Dans le but d'exploiter les nanofeuillets de mica exfoliés, nous avons étudié leurs propriétés photocatalytiques en testant la dégradation des colorants. Les activités de dégradation photocatalytique du mica et du TiO2 (utilisé comme référence) sont présentées à la Fig. 4. Les spectres d'absorption ultraviolet-visible (UV-vis) des solutions de rouge de méthylène (MR) contenant du TiO2 ou des nanofeuilles de mica sont présentés à la Fig. S1 (voir Fig. S1 supplémentaire en ligne). Avant l'irradiation solaire, les suspensions de mica ou de TiO2 et la solution MR contenant le colorant ont été agitées dans l'obscurité pour établir l'équilibre d'adsorption/désorption entre le colorant et le photocatalyseur.

Spectres d'absorption UV-vis de MR à 518 nm.

Comme le montre la figure 4, les nanofeuilles de mica démontrent une forte absorption du colorant MR anionique avec une valeur d'absorption initiale de 4,05. En particulier, l'absorbance de MR sur les nanofeuilles de mica a diminué de 4,05 à 2,8 après 250 min d'irradiation solaire. En revanche, MR ne se dégrade pas du tout sur TiO2 et sa concentration reste quasiment inchangée après 250 min. La dégradation du colorant nécessite deux étapes : (1) l'adsorption du colorant sur la nanofeuille de mica et (2) la destruction du colorant par les photoélectrons. Les nanofeuillets de mica préparés par exfoliation sont constitués de flocons à quelques couches, étant composés principalement de 1 et 3 couches et en partie de 2 couches. Selon notre modèle "core-blindage", la structure de la nanofeuille de mica peut être traitée comme une séquence de couches positives et négatives chargées. La couche positive correspond à la région K+, tandis que la couche négative correspond à une région sandwich SiO4–AlO6–SiO4. En conséquence, la dégradation efficace du MR par les nanofeuilles de mica exfoliées est raisonnable. En revanche, nous ne nous attendons pas à une dégradation significative du MR sur la surface de TiO2 chargée négativement. Nos études sur les nanofeuilles de mica suggèrent qu'il s'agit d'un candidat potentiel capable de dégrader efficacement les colorants acides. Puisqu'une surface de TiO2 chargée positivement permettrait de mieux comprendre les effets positifs de la surface du mica sur la dégradation photocatalytique du colorant MR anionique, nous prévoyons de synthétiser des nanoparticules de TiO2 chargées positivement en ajustant le pH de la solution38 ou en incorporant de l'amine protonée39 pour leurs tests de dégradation photocatalytique du colorant. .

Étant donné que les atomes de K de surface dans les nanofeuilles de mica 1L, 2L et 3L possèdent une charge similaire de + 0,89 | e |, leur interaction électrostatique correspondante pour provoquer l'adsorption en surface du colorant MO anionique peut présenter une divergence insignifiante. Considérant que l'énergie de la bande interdite a tendance à diminuer avec la diminution du nombre de couches24, cela conduira à une augmentation de l'adsorption de la lumière UV-Vis. Par conséquent, en supposant que la recombinaison de la paire électron-trou ne changerait pas avec le nombre de couches de nanofeuilles, l'efficacité de la dégradation photocatalytique du colorant MO augmentera avec la diminution du nombre de couches.

Nous avons étudié la stabilité dépendante de la couche de nanofeuilles de mica 2D de type muscovite (KAl3Si3O10(OH)2) à l'aide de techniques de modélisation théorique et de spectroscopie basées sur la DFT. Les calculs DFT sur des nanofeuilles de mica avec différentes épaisseurs de couche (n = 1, 2 et 3) ont indiqué que la stabilité préférable des couches impaires provient des effets électroniques. Avec une hypothèse raisonnable que les effets électroniques joueront un rôle majeur, nous avons développé un modèle de blindage de noyau, prouvant avec succès l'instabilité des couches paires de nanofeuilles de mica ; la couche intermédiaire K à l'intérieur du mica double couche crée un effet de protection pour la charge centrale. L'imagerie Raman a révélé que les produits de mica exfoliés sont composés principalement de couches impaires (c'est-à-dire 1L, 3L et 5L), ainsi que d'une quantité mineure de couches paires (telles que 2L et 4L), ce qui est cohérent avec le modèle, ce qui a été mis en évidence par la mesure de la charge de surface via KPFM. Nous avons comparé la capacité de dégradation photocatalytique des nanofeuilles de mica exfoliées à celle du TiO2 en utilisant une solution MR. Le mica avait une capacité de dégradation très élevée vers le MR, contrairement au TiO2, ce qui indique que les nanofeuilles de mica ont un potentiel d'utilisation dans la dégradation photocatalytique du MR acide.

Toutes les données générées ou analysées au cours de cette étude sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

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Nous remercions Jin-Young Kim pour son aide dans le dessin des figures.

Département de science et génie des matériaux, Université Inha, Incheon, 22212, République de Corée

Jae-Hun Kim et Sang Sub Kim

Entropic Interface Group, Université de technologie et de design de Singapour, Singapour, 487372, Singapour

Vadym. V. Kulish, Shunnian Wu et Ping Wu

Institut des matériaux et systèmes pour la durabilité (IMaSS), Université de Nagoya, Nagoya, 464-8601, Japon

Yue Shi et Minoru Osada

Division of Materials Science and Engineering, Hanyang University, Seoul, 04763, République de Corée

Hyun Woo Kim

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SSK a conçu et conçu le projet. JHK a réalisé les expériences de teinture. VVK a effectué les calculs DFT. SW a effectué les calculs DFT. YS a réalisé des expériences AFM et Raman. PW a préparé le projet et guidé le modèle. MO a obtenu les spectres Raman et les résultats KPFM et a rédigé les parties associées. HWK a finalisé le manuscrit. Tous les auteurs ont discuté des résultats et commenté le manuscrit.

Correspondance avec Ping Wu, Minoru Osada, Hyoun Woo Kim ou Sang Sub Kim.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Kim, JH., Kulish, VV, Wu, S. et al. Stabilité dépendante de la couche de nanofeuilles de mica 2D. Sci Rep 13, 7880 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34465-5

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Reçu : 21 novembre 2022

Accepté : 30 avril 2023

Publié: 15 mai 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-34465-5

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