Jak można przeczytać w najnowszych doniesieniach, chińscy naukowcy opracowali właśnie nowatorską technikę wytwarzania dwuwymiarowych warstw metali o grubości zaledwie kilku atomów. Można śmiało powiedzieć, że jest to przełom w świecie materiałoznawstwa, bowiem stworzenie dwuwymiarowej warstwy metalu jest znacznie bardziej skomplikowanym zadaniem, niż może się wydawać.
Już od pierwszych badań nad grafenem naukowcy sumiennie sprawdzają, jakie inne materiały można zmusić do przyjęcia dwuwymiarowej formy. Jakby nie patrzeć, grafen to tylko węgiel, jednak w swojej dwuwymiarowej wersji wykazuje on wyjątkowe właściwości elektryczne i mechaniczne. To z kolei dowód na to, że poszukiwania nowych materiałów tego typu może doprowadzić do rewolucji chociażby w sektorze elektronicznym, jak i w sektorze magazynowania energii elektrycznej.
Czytaj także: Polska badaczka dokonała niemożliwego. Ten wynalazek może odmienić medycynę
Jak dotąd, większość materiałów 2D zbudowana jest z tzw. kryształów warstwowych van der Waalsa. Problem jednak w tym, że o ile dotychczas znane materiały tego typu można układać w stosy — atomy takich materiałów oddziałują silnie z atomami sąsiadującymi z nimi w warstwie, a między warstwami oddziaływania są słabe — to już nie da się w ten sposób ułożyć atomów metali, bowiem wiążą się one równie silnie z atomami z sąsiadujących warstw i są przez to niestabilne.
Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk poinformowali właśnie o tym, że udało im się opracować nowatorską metodę produkcji metali dwuwymiarowych, która pozwala na tworzenie warstw metali o grubości zaledwie kilku atomów.
Owa metoda opiera się na topieniu czystych metali, a następnie powstałej w taki sposób materii między dwiema wyjątkowo sztywnymi i bardzo łaskimi powierzchniami, które ściskają je niczym dwie części kowadła. Ekstremalne ciśnienie napierające z dwóch stron na stopiony metal wymusza ułożenie się jego atomów w ultracienką warstwę.
Metoda zwana ściskaniem vdW (van der Waalsa) pozwoliła naukowcom z Państwa Środka na stworzenie dwuwymiarowych warstw takich metali jak bizmut, ołów, cyna, czy gal. Żadna z tych warstw nie miała grubości większej niż trzy atomy. Badania przeprowadzone na tychże warstwach już teraz pozwoliły ustalić, że np. bizmut ma znacznie wyższą przewodność elektryczną w wersji dwuwymiarowej niż w formie masowej.
Czytaj także: Naukowcy opracowali materiał, który zachowuje się jak bateria
Warto tutaj podkreślić uniwersalność metody ściskania vdW. Fizycy odpowiedzialni za jej opracowanie już teraz wskazują, że w najbliższym czasie planują przeprowadzić testy ściskania materiałów amorficznych, aby określić zakres materiałów, na których można tę metodę wykorzystać.
Badacze wskazują, że metoda pozwala nie tylko sprasować metale do warstwy dwuwymiarowej, ale co równie istotne, pozwala utrzymać stabilność takiej warstwy w normalnych warunkach otoczenia. Fakt, że warstwy takie utrzymywane są między dwiema częściami prasy, zapobiega także degeneracji materiału wskutek oddziaływania z wilgocią czy powietrzem.
Metoda znajduje się wciąż na wczesnym etapie testów, ale niewykluczone jest, że jesteśmy świadkami prawdziwej rewolucji, która może doprowadzić do znaczącego postępu w wielu dziedzinach techniki i zaawansowanych technologii. Na jej praktyczne zastosowanie musimy jednak jeszcze poczekać.