interkalasjon

Interkalasjon er en prosess der fremmede atomer, ioner eller molekyler settes inn mellom lagene i et flerlagsmateriale uten å rive den opprinnelige gitterstrukturen. Inkluderingen skjer i interlagsrommene mellom lagene og kan danne ulike stage-strukturer, avhengig av hvor ofte hvert lag fylles med interkalanten. Prosessen er ofte reversibel og påvirker lagtykkelse, elektriske egenskaper og andre fysiske egenskaper hos materialet.

Vanlige systemer er grafitt og andre lagdelte materialer som leiremineraler og 2D-materialer som MoS2 og MXenes. I grafitt kan interkalanter være alkali- eller jordalkaliske metaller, syrer eller små molekyler. Diffusjon av interkalanten inn i galeriene og begrepet staging beskriver hvilke lag som blir fylt, noe som endrer avstandene mellom lagene og det elektriske miljøet i materialet.

Innen biologi refererer interkalasjon ofte til interkalatorer som setter seg mellom basepar i DNA eller RNA. Slike molekyler kan forstyrre replikasjon og transkripsjon og brukes i molekylærbiologi for å merke DNA med fluorescens, men kan være giftige og mutagene.

Anvendelser inkluderer energilagring i batterier og superkondensatorer, katalyse og sensorikk i lagdelte materialer, og miljøteknologi for avgrensing av organiske forurensninger. Interkalasjon gir dermed både tekniske muligheter og sikkerhetsutfordringer knyttet til stabilitet og toksisitet.