Дослідники будують перший 2D Nanowire для майбутніх телефонів і сонячних панелей

У 2004 році пара дослідників з Університету Манчестера у Великій Британії розмовляла в п'ятницю ввечері, виконуючи трохи більш високотехнологічну версію скотч-скотчу, щоб відшарувати верхні шари від графіту. Що було б особливо нерозумним витрачанням часу для будь-кого, хто остаточно здобув Нобелівську премію з фізики, оскільки вони відшаровували стільки шарів, що вони залишилися з матеріалом, який був товщиною всього декількох атомів. Це був графен, перший у світі двовимірний матеріал.

Протягом 13 років з того часу дослідники намагалися з'ясувати, як використовувати цей та інші 2D матеріали для наступного покоління електроніки, ефективно виключаючи питання про те, як заощадити місце в усьому, від телефонів до сонячних панелей. Проблема в тому, що недостатньо просто зробити щось 2D; це повинно бути можливим об'єднати кілька подібні матеріали в одній і тій же площині атомів, створюючи так званий нанопровід.

У документі, опублікованому в понеділок в Матеріали природи Міжнародна група дослідників розповіла про великий крок вперед, який вони зробили для створення найменшого дроту, відомого людству. Це розробка, яка відкриває двері для впровадження ультратонких сонячних панелей або світлодіодних екранів на поверхні, такі як одяг або скло.

Дослідники з Університету короля Абдулли в Саудівській Аравії, Корнельського університету, Массачусетського технологічного інституту та Академії Синіка пояснюють, як вони змогли провести дріт з дисульфіду молібдену, тобто лише кілька атомів в діаметрі, через дизеленід вольфраму, матеріал, що використовується для гнучких сонячних елементів.

Робота з матеріалом, який має лише кілька атомів у діаметрі, досить складна, але вивчення того, як поєднати ці матеріали по суті і зберегти їх властивості, є процесом, який принижує вчених. Автори цієї статті детально описують, як їм вдалося створити нанопровідники з матеріалу, який в основному використовувався в якості промислового мастильного матеріалу, сподіваючись на заохочення складання електронних компонентів атомного масштабу.

"Виробництво нових 2D матеріалів досі залишається проблемою", - сказав Маркус Буелер, професор інженерної справи MIT. «Відкриття механізмів, за допомогою яких можна створювати певні бажані матеріальні структури, є ключем до переміщення цих матеріалів до додатків. У цьому процесі спільна робота з моделювання та експерименту є критично важливою для досягнення прогресу, особливо з використанням моделей на молекулярному рівні, які дозволяють нові напрямки проектування ».

Розмір та різноманітність графена заслужили свою репутацію будівельного блоку майбутнього, і це дослідження є найбільшим прогресом у вирішенні проблеми, як скласти кілька наноматеріалів в одній площині.

Перевагою такої 2D нанотехнології є те, що вона неймовірно сильна і діє як невидима павутина, через яку можуть проходити електричні струми. Майже будь-яка поверхня може бути покрита матеріалом, що дозволяє зробити електроніку ще більш повсюдною, ніж вони вже є.

Можливість масового виробництва 2D матеріалів дозволить розпочати нову еру легких екранів і сонячних батарей, які можна було б впроваджувати практично в будь-якому місці, роблячи ідею екрану на рукаві пальто більш реальною, ніж фантастична фантазія.

Якщо вам сподобалася ця стаття, ознайомтеся з цим відео про 3D графен.