Изследователите изградиха първи 2D нанопровод за бъдещи телефони и слънчеви панели

През 2004 г. двама изследователи от Университета на Манчестър във Великобритания разсеяха петък вечер, като направиха малко по-високотехнологична версия, използвайки скоч лента, за да отлепят горните слоеве от графит. Това, което би било особено глупаво губене на време за някой друг, в крайна сметка им спечели Нобеловата награда по физика, тъй като те отслабваха толкова много слоеве, че бяха оставени с материал, който беше само с дебел няколко атома. Това беше графен, първият в света двуизмерен материал.

През последните 13 години изследователите са се опитали да измислят как да овладеят този и други 2D материали за следващото поколение електроника, ефективно елиминирайки въпроса как да се спести място във всичко - от телефони до слънчеви панели. Проблемът е, че не е достатъчно само да се направи нещо 2D; трябва да бъде възможно да се съберат многократни такива материали в една и съща дебелина на атомите, създавайки така наречената нанопроводна линия.

В документ, публикуван в понеделник в Материали за природата международен екип от изследователи разкрива голямата стъпка напред, която са предприели за създаването на най-малкия проводник, познат на човечеството. Това е разработка, която отваря вратата за вграждане на ултратънки слънчеви панели или LED екрани върху повърхности като облекло или стъкло.

Учените от университета "Крал Абдула" в Саудитска Арабия, Корнелския университет, Масачузетския технологичен институт и Академия Синика обясняват как те са могли да работят с тел от молибденов дисулфид, т.е. само с няколко атома в диаметър, чрез волфрамов дизеленид, материал, използван за гъвкави слънчеви клетки.

Работата с неща, които са само няколко атома в диаметър, е достатъчно трудна, но изучаването на това как да се смесват тези материали заедно и да се запазят техните свойства е процес, който съсипва учени. Авторите на тази статия разясняват как са били в състояние да създадат нанопроводи от материал, използван най-вече като индустриален лубрикант, с надеждата да насърчи сглобяването на електронни компоненти с мащаб.

"Производството на нови 2D материали продължава да бъде предизвикателство", заяви Маркус Бюлер, инженер-професор в MIT. „Откриването на механизми, чрез които могат да бъдат създадени определени желани материални структури, е ключът към преместването на тези материали към приложения. В този процес съвместната работа на симулацията и експеримента е от решаващо значение за постигане на напредък, особено при използване на модели на молекулно ниво, които позволяват нови насоки за проектиране."

Размерът и гъвкавостта на графена са спечелили репутацията си на градивен елемент на бъдещето и това изследване е най-големият прогрес към решаването на проблема как да се съберат няколко наноматериала в една и съща равнина.

Предимството на 2D нанотехнологията е, че е изключително силно и действа като невидима мрежа, през която могат да преминат електрическите токове. Почти всяка повърхност може да бъде покрита с материала, което позволява на електрониката да стане още по-повсеместна, отколкото вече са.

Възможността за масово производство на 2D материали би довело до нова ера на леки екрани и слънчеви клетки, които биха могли да бъдат имплантирани почти навсякъде - правейки идеята за екран на ръкава на палтото си по-скоро реалност, отколкото фантастична мечта.

Ако ви харесва тази статия, вижте това видео за 3D графен.