材料科学：アーキテクテッド・マテリアルの新しい方向

今回X Xiaたちは、シリコンを用いたアーキテクテッド格子を設計している。この格子は、電気化学的にリチオ化すると変形し、脱リチオ化すると元の構造へ戻り、この再構成能によって、シリコンのリチオ化に伴う大きな体積膨張に対応できる。この特徴から、リチウム電池のアノードの性能を改善できる可能性がある。また、リチオ化したときこれらの格子が、境界構造に欠陥がある正弦波形状のドメインに変形することも確認された。著者たちは、こうした欠陥のある境界が生じる原因となる機構を特定し、統計力学のツールを使ってドメインの形成過程を調べ、アーキテクテッド・マテリアルに意図的に欠陥を作って再構成可能なマルチドメイン構造を作り出した。さらに著者たちは、回転、曲げ、面外の座屈、構造の拡張など、応用の機会を広げる可能性のある電気化学的に制御された自由度を他にも実証し、この再構成能の概念を発展させている。

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