Tientallen nieuwe tweedimensionale materialen vergelijkbaar met grafeen zijn nu beschikbaar, dankzij onderzoek van wetenschappers van de Universiteit van Manchester.

Deze 2D-kristallen zijn in staat om designermaterialen te leveren met revolutionaire nieuwe eigenschappen.

Het probleem was dat de overgrote meerderheid van deze atomair dunne 2D-kristallen onstabiel is in de lucht, dus reageren en ontleden voordat hun eigenschappen kunnen worden bepaald en hun mogelijke toepassingen kunnen worden onderzocht.

Inschrijven Nano-letters , het team van de Universiteit van Manchester laat zien hoe op maat gemaakte fabricagemethoden deze voorheen ontoegankelijke materialen nuttig kunnen maken.

Door de nieuwe reactieve kristallen te beschermen met stabielere 2D-materialen, zoals grafeen, via computerbesturing in een speciaal ontworpen inerte gaskameromgeving, deze materialen kunnen voor het eerst met succes worden geïsoleerd tot een enkele atoomlaag.

Door een reeks 2D-materialen in dunne stapels te combineren, krijgen wetenschappers de mogelijkheid om de eigenschappen van de materialen te controleren, waardoor 'materialen op bestelling' kunnen voldoen aan de eisen van de industrie.

Hoogfrequente elektronica voor satellietcommunicatie, en lichtgewicht batterijen voor mobiele energieopslag zijn slechts twee van de toepassingsgebieden die baat kunnen hebben bij dit onderzoek. Door de doorbraak kunnen veel meer atomair dunne materialen afzonderlijk worden bestudeerd en kunnen ze dienen als bouwstenen voor meerlaagse apparaten met dergelijke op maat gemaakte eigenschappen.

Het team, onder leiding van dr. Roman Gorbatsjov, gebruikten hun unieke fabricagemethode op twee specifieke tweedimensionale kristallen die de afgelopen 12 maanden intense wetenschappelijke belangstelling hebben gewekt, maar die onstabiel zijn in de lucht:zwarte fosfor en niobiumdiselenide.

Dankzij de techniek die het team heeft ontwikkeld, kunnen de unieke kenmerken en uitstekende elektronische eigenschappen van deze luchtgevoelige 2D-kristallen voor het eerst worden onthuld.

De isolatie van grafeen in 2004 door een team van de Universiteit van Manchester onder leiding van Sir Andre Geim en Sir Kostya Novoselov leidde tot de ontdekking van een reeks 2D-materialen, elk met specifieke eigenschappen en kwaliteiten.

Dr. Gorbatsjov zei:"Dit is een belangrijke doorbraak op het gebied van 2D-materiaalonderzoek, omdat het ons in staat stelt om de verscheidenheid aan materialen waarmee we kunnen experimenteren drastisch te vergroten met behulp van onze uitbreidende 2D-kristalgereedschapskist.

"Hoe meer materialen we moeten spelen, hoe groter het potentieel is voor het maken van toepassingen die een revolutie teweeg kunnen brengen in de manier waarop we leven." Sir Andre Geim voegde toe: