Исследователи строят первую 2D нанопровод для будущих телефонов и солнечных панелей

В 2004 году пара исследователей из Университета Манчестера в Великобритании вынашивали в пятницу вечером немного более высокотехнологичную версию использования скотча для снятия верхних слоев чешуйки графита. То, что было бы особенно глупой тратой времени для кого-то еще, в конечном итоге принесло им Нобелевскую премию по физике, поскольку они отслоили столько слоев, что у них остался материал толщиной всего несколько атомов. Это был графен, первый в мире двумерный материал.

За прошедшие 13 лет исследователи попытались выяснить, как использовать этот и другие двумерные материалы для электроники следующего поколения, эффективно устраняя вопрос о том, как сэкономить место во всем - от телефонов до солнечных батарей. Проблема в том, что недостаточно просто сделать что-то 2D; должно быть возможно собрать множественный такие материалы в той же плоскости толщиной в атомы, создавая то, что называется нанопроволоки.

В газете, опубликованной в понедельник в Материалы природы международная команда исследователей подробно рассказывает о большом шаге, который они предприняли в создании самого маленького провода, известного человечеству. Это разработка, которая открывает двери для встраивания ультратонких солнечных батарей или светодиодных экранов в такие поверхности, как одежда или стекло.

Исследователи из Университета короля Абдаллы в Саудовской Аравии, Корнелльского университета, Массачусетского технологического института и Academia Sinica объясняют, как им удалось провести проволоку из дисульфида молибдена, диаметр которого составляет всего несколько атомов, через диселенид вольфрама, материал, используемый для гибких солнечных элементов.

Работать с материалом, диаметр которого составляет всего несколько атомов, достаточно сложно, но изучение того, как по существу смешать эти материалы и сохранить их свойства, - это процесс, который озадачил ученых. Авторы этой статьи подробно рассказывают, как им удалось создать нанопроволоки из материала, в основном используемого в качестве промышленного смазочного материала, в надежде стимулировать сборку электронных компонентов атомного масштаба.

«Производство новых 2D материалов по-прежнему остается проблемой», - заявил в своем заявлении Маркус Бюлер, инженер-технолог в MIT. «Открытие механизмов, с помощью которых могут быть созданы определенные желаемые материальные структуры, является ключом к перемещению этих материалов к приложениям. В этом процессе совместная работа по моделированию и эксперименту имеет решающее значение для достижения прогресса, особенно с использованием моделей материалов на молекулярном уровне, которые обеспечивают новые направления проектирования ».

Размер и универсальность графена заслужили его репутацию строительного блока будущего, и это исследование является самым значительным прогрессом в решении проблемы того, как соединить несколько наноматериалов в одной плоскости.

Преимущество такой 2D нанотехнологии в том, что она невероятно прочна и действует как невидимая сеть, через которую могут проходить электрические токи. Материал может быть покрыт практически любой поверхностью, что делает электронику еще более распространенной, чем она уже есть.

Возможность массового производства двухмерных материалов откроет новую эру легких экранов и солнечных элементов, которые могут быть имплантированы практически в любом месте - делая идею экрана на рукаве пальто более реальностью, чем фантастической мечтой.

Если вам понравилась эта статья, посмотрите это видео о 3D-графене.