Raziskovalci so zgradili prvo 2D nanovino za prihodnje telefone in sončne panele

Leta 2004 je par raziskovalcev na Univerzi v Manchestru v Združenem kraljestvu odšel v petek zvečer z nekoliko bolj visoko tehnološko različico uporabe škotskega traku za lupljenje zgornjih plasti grafita. Kar bi bilo še posebej neumno zapravljanje časa za kogarkoli drugega, je na koncu dobilo Nobelovo nagrado za fiziko, ker so odlepili toliko plasti, da so ostali z materialom, ki je bil debel le nekaj atomov. To je bil grafen, prvi dvodimenzionalni material na svetu.

V 13 letih od takrat so raziskovalci poskušali ugotoviti, kako uporabiti ta in druge 2D materiale za naslednjo generacijo elektronike, s čimer učinkovito odpravimo vprašanje, kako prihraniti prostor v vsem, od telefonov do sončnih kolektorjev. Težava je v tem, da ni dovolj samo narediti nekaj 2D; biti mora možno sestaviti večkraten takšnih materialov v isti debelini atomov, kar ustvarja tako imenovano nanožico.

V članku, ki je bil objavljen v ponedeljek Materiali narave mednarodna skupina raziskovalcev je pojasnila velik korak naprej, da bi ustvarili najmanjšo žico, ki jo človeštvo pozna. To je razvoj, ki odpira vrata za vgradnjo ultra tankih sončnih panelov ali LED zaslonov na površine, kot so oblačila ali steklo.

Raziskovalci iz Univerze King Abdullah v Savdski Arabiji, Univerze Cornell, Tehnološkega inštituta v Massachusettsu in Academia Sinica pojasnjujejo, kako so lahko z volframovim diselenidom vodili žico iz molibdenovega disulfida, to je le nekaj atomov v premeru. material, ki se uporablja za prilagodljive sončne celice.

Delo s stvarmi, ki so le nekaj atomov v premeru, je dovolj težko, toda učenje, kako v bistvu mešati te materiale in ohraniti njihove lastnosti, je proces, ki je prizadel znanstvenike. Avtorji tega prispevka podrobno opisujejo, kako so lahko izdelali nanožice iz materiala, ki se večinoma uporablja kot industrijsko mazivo, v upanju, da bo spodbudil montažo atomskih elektronskih komponent.

"Proizvodnja novih 2D materialov še vedno ostaja izziv," je v izjavi povedal Markus Buehler, profesor inženirja na MIT. »Odkrivanje mehanizmov, s katerimi lahko ustvarimo določene želene materialne strukture, je ključnega pomena za premikanje teh materialov v aplikacije. V tem procesu je skupno delo simulacije in eksperimenta ključnega pomena za napredek, zlasti z uporabo modelov na molekularni ravni, ki omogočajo nove smeri oblikovanja. «

Velikost in vsestranskost grafenov sta si pridobila sloves gradnika prihodnosti in ta raziskava je najbolj napredovala pri reševanju problema, kako združiti več nanomaterialov v isti ravnini.

Prednost takega 2D nanoteha je ta, da je neverjetno močna in deluje kot nevidna mreža, skozi katero lahko prehajajo električni tokovi. S materialom se lahko prevleče skoraj vsaka površina, kar mu omogoča, da postane elektronika še bolj razširjena kot že sedaj.

Sposobnost masovnega proizvajanja 2D materialov bi uvedla novo obdobje lahkih zaslonov in sončnih celic, ki bi jih lahko vseskozi vsadili - zamisel o zaslonu na plašču je bolj resnična kot sci-fi cevi.

Če vam je ta članek všeč, si oglejte ta videoposnetek o 3D grafenu.