in 2016, drie natuurkundigen ontvingen de Nobelprijs voor het gebruik van het wiskundige concept 'topologie' om het vreemde gedrag van bepaalde materialen te verklaren, bijvoorbeeld, degenen die isolatoren zijn in hun massa, maar geleiders op hun oppervlak. Nutsvoorzieningen, onderzoekers onderzoeken toepassingen voor deze exotische materialen in elektronica, katalyse en kwantumcomputers, volgens een artikel in Chemisch en technisch nieuws ( C&EN ), het wekelijkse nieuwsmagazine van de American Chemical Society.

Topologische materialen zijn ongebruikelijk vanwege de robuustheid van hun elektrische eigenschappen, zelfs wanneer de temperatuur drastisch verandert of hun fysieke structuur vervormd is, schrijft bijdragende redacteur Neil Savage. Deze robuustheid is het gevolg van bepaalde stabiele elektronische toestanden in de materialen, die doorgaans zware metalen bevatten. Wanneer elektronen in een stroom een ​​defect raken in het materiaal, ze vloeien er gewoon omheen, in plaats van verstrooid te zijn of weerstand te ervaren zoals bij traditionele geleiders.

Eenmaal stevig in het rijk van de theoretische natuurkunde, topologische materialen werken nu hun weg naar de wereld van de experimentele chemie. Sommige verbindingen, zoals niobiumfosfide, tonen grote belofte als katalysatoren. Anderen kunnen de informatieopslagcapaciteit van apparaten verbeteren of helpen bij het bouwen van krachtige kwantumcomputers. Om de zoektocht naar nieuwe topologische materialen te bespoedigen, onderzoekers hebben onlangs een methode ontwikkeld om te bepalen of een materiaal topologisch is op basis van de samenstellende elementen, kristalstructuur en posities van atomen.