Група вчених з США, використавши розроблену ними раніше методику холодного спікання кераміки, змогла покрити гранули оксиду цинку акціонерним карбідом титану Ti3C2Tx. Через таке покриття провідність матеріалу збільшилася на 2 порядку, що є напівпровідником оксид цинку набув металевих властивостей, твердість оксиду зросла вдвічі, і він став краще перетворювати тепло на електрику, йдеться в статті журналу. Нові композитні матеріали такого типу можуть стати в нагоді у виготовленні твердотільних батарей, хімічних датчиків, каталізаторів і в багатьох інших областях.
Вся кераміка, від глиняного горщика до елементів електроніки, складається з кристалічної фази (твердих гранул), що скріплює склоподібної фази і, можливо, газової фази. Ідея покривати гранули заради поліпшення властивостей керамічного матеріалу не дуже складна концептуально, але високі температури на етапі віджигу, від 800 ° C, значно звужують коло речовин, які на ці гранули можна нанести. Однак у 2016 році група вчених під керівництвом Цзіна Го (Jing Guo) продемонструвала метод холодного спікання кераміки. Коротко, він полягає в наступному: спочатку керамічний порошок поміщають у спеціальний розчин, потім порошок розчиняється, частина розчину висушується, через що розчин перенасичується і відбувається епітаксіальне осадження гранул.
У своїй останній роботі група Цзіна Го в процесі холодного спікання спочатку перемішала оксид цинку і карбід за допомогою ультразвуку. Потім вони залили суміш спеціальним розчином, заморозили і ліофілізували. Після цього вчені залили висушену суміш розчином оцтової кислоти і гомогенізували. Потім суміш спресували під тиском 250 МПА при температурі в 300 градусів Цельсія, схематично цей процес можна побачити на малюнку.
Поліпшений таким чином оксид цинку сильно змінив свої властивості. По-перше, акціонерний карбід титану перешкоджає зростанню гранул на етапі спікання. Крім того, наявність прошарку між гранулами змінило електричні властивості матеріалу, що є напівпровідником оксид цинку при додаванні карбиду став проявляти металеві властивості, його провідність збільшилася на два порядку. Сам композитний матеріал став удвічі твершим, а також зросли його термоелектричні властивості.
На цьому прикладі вчені показали, що холодне спікання має хороший потенціал для створення композитних керамічних матеріалів. Надалі Цзін Го зі своєю групою планує досліджувати інші комбінації кераміки і почесних матеріалів. Також, за твердженнями вчених, з їх групою вже зв'язалися люди з індустрії для використання композитної кераміки вже в найближчому майбутньому.