Istraživači su izgradili prvi 2D Nanowire za buduće telefone i solarne panele

Godine 2004., par istraživača na Sveučilištu u Manchesteru u Velikoj Britaniji otjerao je petak navečer radeći nešto više tehnološki napredniju verziju korištenja Scotch trake za guljenje gornjih slojeva grafita. Ono što bi bilo osobito glupo gubljenje vremena za bilo koga drugoga, na kraju su im donijeli Nobelovu nagradu za fiziku, budući da su odvojili toliko slojeva da su ostali s materijalom koji je bio samo nekoliko atoma debelih. Bio je to grafen, prvi svjetski dvodimenzionalni materijal.

U proteklih 13 godina, istraživači su pokušali shvatiti kako iskoristiti ovaj i druge 2D materijale za sljedeću generaciju elektronike, učinkovito eliminirajući pitanje kako uštedjeti prostor u svemu, od telefona do solarnih panela. Problem je u tome što nije dovoljno samo napraviti nešto 2D; to mora biti moguće sastaviti višekratnik takvih materijala u istoj gustoj ravnini atoma, stvarajući takozvano nanowire.

U radu objavljenom u ponedjeljak u Materijali prirode, međunarodni tim istraživača detaljno je opisao veliki korak naprijed u stvaranju najmanjih žica poznatih čovječanstvu. To je razvoj koji otvara vrata ugradnji ultra tankih solarnih panela ili LED zaslona na površine kao što su odjeća ili staklo.

Istraživači sa Sveučilišta King Abdullah u Saudijskoj Arabiji, Sveučilišta Cornell, Tehnološkog instituta u Massachusettsu i Academia Sinica objašnjavaju kako su mogli pokrenuti žicu od molibdenovog disulfida, tj. Promjera samo nekoliko atoma, kroz volframov diselenid, materijal koji se koristi za fleksibilne solarne ćelije.

Rad sa stvarima koje imaju samo nekoliko atoma u promjeru je dovoljno težak, ali učenje kako u biti miješati te materijale i održavati njihova svojstva je proces koji je zbunio znanstvenike. Autori ovog rada detaljno opisuju kako su uspjeli stvoriti nanožice od materijala koji se uglavnom koristi kao industrijsko mazivo u nadi da će potaknuti montažu elektroničkih komponenata u atomskom mjerilu.

"Proizvodnja novih 2D materijala i dalje ostaje izazov", izjavio je Markus Buehler, inženjerski profesor na MIT-u. “Otkrivanje mehanizama pomoću kojih se mogu stvoriti određene željene strukture materijala je ključno za pomicanje tih materijala prema aplikacijama. U tom procesu, zajednički rad simulacije i eksperimenta je od ključne važnosti za napredak, posebno pomoću modela materijala na molekularnoj razini koji omogućuju nove smjernice dizajna.

Veličina i svestranost grafena zaslužila je reputaciju graditeljskog dijela budućnosti, a ovo istraživanje je najveći napredak u rješavanju problema kako zajedno staviti više nanomaterijala u istu ravninu.

Prednost 2D nanoteha je u tome što je nevjerojatno jaka i djeluje kao nevidljiva mreža kroz koju struje mogu proći. Gotovo svaka površina može biti presvučena materijalom, što mu omogućuje da napravi elektroniku još sveprisutniju nego što već je.

Mogućnost masovne proizvodnje 2D materijala omogućila bi novu eru laganih ekrana i solarnih ćelija koje bi se mogle usađivati ​​bilo gdje - što bi ideju o ekranu na rukavu kaputa pretvorilo u stvarnost više od sanjara iz znanstvene fantastike.

Ako vam se svidio ovaj članak, pogledajte ovaj videozapis o 3D grafenu.