Onderzoekers van de RMIT University in Melbourne, Australië, hebben vloeibaar metaal gebruikt om tweedimensionale materialen te maken die niet dikker zijn dan een paar atomen die nog nooit eerder in de natuur zijn gezien.

De ongelooflijke doorbraak zal niet alleen een revolutie teweegbrengen in de manier waarop we scheikunde doen, maar kan worden toegepast om de gegevensopslag te verbeteren en snellere elektronica te maken. De "once-in-a-decennium"-ontdekking is gepubliceerd in Wetenschap .

De onderzoekers lossen metalen op in vloeibaar metaal om zeer dunne oxidelagen te creëren, die voorheen niet bestonden als gelaagde structuren en die gemakkelijk kunnen worden weggepeld.

Eenmaal geëxtraheerd, deze oxidelagen kunnen worden gebruikt als transistorcomponenten in moderne elektronica. Hoe dunner de oxidelaag, hoe sneller de elektronica is. Dunnere oxidelagen zorgen er ook voor dat de elektronica minder stroom nodig heeft. Onder andere, oxidelagen worden gebruikt om de touchscreens van smartphones te maken.

Het onderzoek wordt geleid door professor Kourosh Kalantar-zadeh en dr. Torben Daeneke van RMIT's School of Engineering, die met studenten de afgelopen 18 maanden met de methode hebben geëxperimenteerd.

"Als je met een potlood schrijft, het grafiet laat zeer dunne vlokken achter, grafeen genaamd, die gemakkelijk kunnen worden geëxtraheerd omdat het van nature voorkomende gelaagde structuren zijn, " zei Daeneke. "Maar wat gebeurt er als deze materialen van nature niet bestaan?

"Hier vonden we een buitengewone, maar zeer eenvoudige methode om atomair dunne vlokken van materialen te maken die van nature niet bestaan ​​als gelaagde structuren.

"We gebruiken niet-toxische legeringen van gallium (een metaal vergelijkbaar met aluminium) als reactiemedium om het oppervlak van het vloeibare metaal te bedekken met atomair dunne oxidelagen van het toegevoegde metaal in plaats van het natuurlijk voorkomende galliumoxide.

"Deze oxidelaag kan vervolgens worden geëxfolieerd door het vloeibare metaal eenvoudig met een glad oppervlak aan te raken. Grotere hoeveelheden van deze atomair dunne lagen kunnen worden geproduceerd door lucht in het vloeibare metaal te injecteren, in een proces dat vergelijkbaar is met het opschuimen van melk bij het maken van een cappuccino."

Het is een proces dat zo goedkoop en eenvoudig is dat het door een niet-wetenschapper op een fornuis zou kunnen worden gedaan.

"Ik zou deze instructies aan mijn moeder kunnen geven, en ze zou dit thuis kunnen doen, ' zei Daeneke.

Professor Kourosh Kalantar-zadeh zei dat de ontdekking nu voorheen onzichtbare dunne oxidematerialen in het dagelijks bereik plaatst, met ingrijpende gevolgen voor toekomstige technologieën.

"We voorspellen dat de ontwikkelde technologie van toepassing is op ongeveer een derde van het periodiek systeem. Veel van deze atomair dunne oxiden zijn halfgeleidende of diëlektrische materialen.

"Halfgeleidende en diëlektrische componenten vormen de basis van de hedendaagse elektronische en optische apparaten. Het werken met atomair dunne componenten zal naar verwachting leiden tot betere, energiezuinigere elektronica. Deze technologische mogelijkheid is nog nooit eerder toegankelijk geweest."

De doorbraak kan ook worden toegepast op katalyse, de basis van de moderne chemische industrie, hervormen hoe we alle chemische producten maken, inclusief medicijnen, meststoffen en kunststoffen.