05:37 22 Luty 2020
Świat
Krótki link
2242
Subskrybuj nas na

Materiały o grubości atomu na razie nie wyszły poza laboratoria naukowe, lecz mają dobre perspektywy.

Fizycy zainspirowani triumfem grafenu zaczęli wymyślać inne struktury dwuwymiarowe, które mogą znaleźć niezwykłe zastosowanie. 

Dwuwymiarowy materiał pozwala na zrobienie mniejszego urządzenia elektronicznego. Na tym polega jego przewaga, i to nie jedyna, wobec zwykłych trójwymiarowych ciał. Ultracieńka warstwa substancji zyskuje nowe właściwości optyczne, mechaniczne i elektroniczne.

Wyobraźcie sobie regał na książki. Jest oczywiste, że książki można umieścić tylko na półkach. W tym przypadku są jednostkami energii dostępnymi elektronom, jeśli maksymalnie zmniejszyć rozmiar ciała, na przykład, do średnicy atomu. W ten sposób działa zasada kwantowania wymiarowego. 

Ze stworzonych na chwilę obecną materiałów dwuwymiarowych tylko grafen ma perspektywy komercyjne. Jednocześnie naukowcy proponują, by nie ograniczać sfery zastosowania tego materiału do elektroniki. A co powiecie na grafenową kamizelkę kuloodporną? Na pierwszy rzut oka ten pomysł wydaje się dziwny — jest to przecież miękki materiał, w gruncie rzeczy grafit, z którego robi się wkłady do ołówków. Jednak dwie połączone warstwy grafenu będą miały niewiarygodne właściwości: niezwykłą twardość pod naciskiem i elastyczność po jego osłabieniu. Niedawno pokazali to amerykańscy i europejscy naukowcy. Do stworzenia dwuwarstwowego grafenu użyli ciśnienia od 1 do 10 GPa rdzeniem diamentowym, co jest porównywalne do spadku płyty o wadze 100 tys. ton na metr kwadratowy powierzchni. 

Natomiast struktury z trzech, czterech czy pięciu warstw grafenu takich właściwości nie mają. Okazało się, że niezwykłą trwałość nowy materiał zawdzięcza zmianie „kształtu" orbitali elektronicznych, co nie jest możliwe w innych konfiguracjach warstw.

„Cieniej, elastyczniej, jaśniej" — to hasło współczesnych producentów wyświetlaczy, a więc w pełni mogą interesować się materiałami dwuwymiarowymi. Ale jak sprawić, by się mocno świeciły? Udało się to specjalistom z Uniwersytetu Wiedeńskiego, którzy opracowali źródło światła z disiarczku molibdenu o grubości atomu. 

Widok na miasto Tokio
© Sputnik . Natalia Seliverstova
Fizycy przymocowali do monowarstwy tej substancji elektrody metaliczne i zawiesili całą konstrukcję w próżni. Przepuszczając przez nią prąd elektryczny, sprawili, że disiarczek molibdenu nagrzewał się i świecił. Zresztą świeciła się tylko część warstwy o długości do 150 nanometrów. Ale to dopiero początek! Autorzy badania obiecują, że wyhodują dłuższy dwuwymiarowy disiarczek molibdenu, przetestują na nim nowy typ emitora światła i wówczas być może uda się go integrować w mikroukłady, z których kiedyś zostaną wyprodukowane elastyczne i jasne wyświetlacze o grubości jednego atomu. 

Zobacz również:

Rosyjscy naukowcy odkryli metodę „sterowania” wodą
Naukowcy: ludzie zarabiają mało pieniędzy z powodu przegrzania się we wczesnym wieku
Fizycy z Rosji stworzyli supertrwałe wersje tytanu i stali
Tagi:
fizyka, technologie, grafen
Standardy społecznościDyskusja
Komentarz przez SputnikKomentarz przez Facebook
  • Komentarz