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 中化新網訊 近日，中國科學技術大學教授高敏銳研究組利用“反應—擴散”的機制，首次實現了在無機過渡金屬硫族化合物上圖靈結構的構筑。

　　圖靈結構在自然界中廣泛存在，如：斑馬、海魚、河豚、貝殼體表的圖紋、風中黃沙波紋、蕨類植物葉片、向日葵葉序和小鼠的毛囊間距乃至毛發的密度等均為“反應—擴散”的結果。然而，在化學體系中構建圖靈結構難度很大，主要因為在大部分化學系統中，物質的擴散系數差異性小，不滿足圖靈結構形成的要求，即激活劑的擴散速度比抑制劑小許多。直到上世紀90年代，法國科學家才基于“反應—擴散”機理在“亞氯酸鹽—碘—丙二酸反應”中構建出圖靈圖案。

　　研究人員發現，在二乙烯三胺(DETA)與水的二元溶液中，Ag+和DETA發生絡合反應形成Ag(DETA)+，同時Co2+從二硒化鈷(CoSe2)納米帶表面溢出。在該系統中，Ag(DETA)+是抑制劑而Co2+是激活劑?？焖贁U散的Ag(DETA)+到達CoSe2表面的能斯特層時，與擴散到CoSe2表面的激活劑Co2+發生作用，最終在CoSe2表面形成復雜美麗的Ag2Se圖靈圖案。

　　進一步研究發現，這種多界面的圖靈結構Ag2Se-CoSe2材料是一種高效的氧氣進化電催化劑，僅需要221mV的過電壓即可實現10mA/cm2的產氧電流密度，其陽極析氧效率為84.5%。實驗表明，Ag2Se-CoSe2的OER活性與圖靈結構的界面長度呈線性相關，豐富的界面結構和界面結構處優化的中間體吸附能是其高活性的主要原因。

　　該研究運用“反應—擴散”理論，首次在無機納米結構材料上構筑復雜的圖靈結構，為設計更高性能的廉價催化劑提供新思路。