De ontdekking van grafeen, een 2D gelaagde vorm van koolstof, veroorzaakte ooit als geen ander een paradigmaverschuiving in wetenschap en technologie. Aangezien dit wondermateriaal de aandacht trok van materiaalwetenschappers over de hele wereld, het spoorde onderzoek aan naar andere materialen die structureel vergelijkbaar waren, zoals "van der Waals materialen, " die bestaan ​​uit sterk gebonden 2D-atoomlagen die bij elkaar worden gehouden door zwakke interacties tussen de lagen die "van der Waals-krachten" worden genoemd. Deze materialen sloegen snel aan omdat ze zeer bevorderlijk waren voor structurele modificaties, zoals stapelen, draaien, en het inbrengen van vreemde moleculen tussen lagen, waardoor ze interessante fysieke eigenschappen kregen met verschillende praktische toepassingen.

Ongeveer tegelijkertijd, er ontstond een andere opmerkelijke klasse materialen genaamd "high-entropy alloys" (HEA). HEA worden gevormd door vijf of meer metalen in specifieke concentraties te mengen, zodat een oneindig aantal potentiële combinaties mogelijk is door simpelweg hun spin af te stemmen (intrinsiek impulsmoment), opladen, en compositie. Opmerkelijke eigenschappen van HEA's zijn onder meer hun hoge taaiheid en corrosieweerstand. Dus, net als van der Waals materialen, Ook HEA's hebben verschillende unieke toepassingen.

Nutsvoorzieningen, een team van wetenschappers uit Japan en China heeft geprobeerd deze twee soorten materialen samen te voegen tot iets dat de gewenste eigenschappen van beide erft. Prof. Hideo Hosono van het Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Japan, die de pionier is van 2D-elektrodematerialen en de studie leidde, schetst hun motivatie:"Het huwelijk van deze twee materialen zou ons meer vrijheidsgraden brengen en het territorium van beide uitbreiden, het openen van nieuwere toepassingsmogelijkheden."

In hun studie hebben gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society, het team synthetiseerde eerst polykristallijne en eenkristalmonsters van de nieuwe materialen, die ze "hoge entropie van der Waals, " of HEX, materialen. Vervolgens karakteriseerden ze de structuren en chemische toestanden van deze nieuwe materialen met behulp van röntgendiffractie en röntgenfoto-elektronspectroscopie, respectievelijk. Tot de fysische eigenschappen die ze hebben gemeten, behoorden de soortelijke weerstand, magnetische bestelling, en warmtecapaciteit. Ze maten ook de corrosieweerstand van de materialen in zuur, baseren, en organische oplossingen.

De HEX materialen kwamen uit drie categorieën van van der Waals (vdW) materialen, namelijk, metaaldichalcogeniden (met formule ME2, M =metaal, E =zwavel, Selenium, Tellurium), halogeniden, en fosfortrisulfide (PS3), die elk werden gemengd met een unieke combinatie van overgangsmetalen, b.v. ijzer, nikkel, kobalt, mangaan.

Het team ontdekte dat door de introductie van meerdere componenten, ze kunnen verschillende opmerkelijke fysische eigenschappen induceren, zoals supergeleiding (dichalcogenide HEX), magnetische bestellen (PS3 HEX), metaal-isolator overgang (dichalcogenide HEX), en sterke corrosieweerstand (dichalcogenide HEX).

Met deze bemoedigende bevindingen het team denkt na over praktische toepassingen van HEX-materialen. "De hoge corrosieweerstand zou een veelbelovende route kunnen zijn voor het ontwerp van heterogene katalysatoren. Het concept van hoge entropie zou ook kunnen worden geïntroduceerd in andere laagdimensionale materialen, en gezien hun oneindige mogelijkheden, we denken dat deze materialen de aandacht van de onderzoeksgemeenschap verdienen, " zegt een opgewonden Prof. Hosono.

Een oneindig aantal mogelijkheden is moeilijk te negeren.