Polacy mieli udział w stworzeniu nowego materiału dwuwymiarowego, inspirowanego grafenem
Sukces grafenu, materiału, w którym pojedyncza warstwa atomów węgla ułożona jest w siatkę (przypominającą wzorem plaster miodu), spowodował, że badacze zaczęli próby z innymi materiałami. Niedawno na przykład PAP doniósł o tworzeniu podobnego materiału z dwusiarczku molibdenu na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.
Wszystkie te materiały mają jedną wspólną cechę - stanowią jednoatomową warstwę, którą popularnie nazywa się "strukturą 2D" - bo trudno już wyobrazić sobie coś cieńszego. Często są one wyjątkowo wytrzymałe na przerwanie i wykazują możliwość przewodnictwa elektrycznego, co dodatkowo zwiększa możliwości ich zastosowania.
Ostatni numer Science przynosi informację o kolejnej z takich struktur, w której - co dla nas ciekawe - tworzeniu mieli udział Polacy. Międzynarodowy zespół złożony z naukowców z Niemiec, Polski i Korei Południowej ogłosił sukces w stworzeniu jednoatomowej warstwy atomów żelaza.
Podstawowym wyzwaniem stojącym przez naukowcami próbującymi stworzyć jednoatomową warstwę metalu jest jego inna struktura.
W przypadku atomów węgla, układają się one warstwami, ze stosunkowo słabymi siłami łączącymi poszczególne warstwy - dlatego najłatwiej było stworzyć strukturę dwuwymiarową z atomów węgla. Natomiast w przypadku metali (np. żelaza) tworzą one trójwymiarową strukturę krystaliczną i trudno jest wyodrębnić konkretną warstwę i "wyciągnąć" ją na zewnątrz.
Międzynarodowa grupa naukowców z Uniwersytetu w Dreźnie, Polskiej Akademii Nauk, oraz Uniwersytetu Sungkyunkwan użyła do stworzenia takiej dwuwymiarowej warstwy atomów żelaza właśnie grafenu. Ze względu na sposób w jaki atomy żelaza poruszają się po natrafieniu na grafen, udało się "złapać" pojedynczą warstwę atomów żelaza w pułapkę. Wypełniają one całą dostępną przestrzeń i mają tendencję do ułożenia się w regularną siateczkę, przypominającą nieco grafen.
Zastosowania tego materiału już ekscytują badaczy. Żelazo jest, oczywiście, ferromagnetykiem, do tego pojedyncza jego warstwa, jak wykazały badania, ma wzmocniony efekt momentu magnetycznego. Otwiera to wiele możliwości zastosować fotoelektrycznych. Na przykład zwiększone możliwości magnetyczne mogą być wykorzystane w przemyśle oferującym media magnetyczne - mogą powstać nagrywarki z nośnikami o ogromnej pojemności.
Polska nauka w ostatnim czasie zajęła się z sukcesem jednowarstwowymi materiałami i wydaje mi się, że jest to strzał w dziesiątkę. Dzięki temu zyskujemy dobra opinię w świecie nauki, dużą liczbę zacytowanych prac i potrzebne tak do wszystkiego zainteresowanie mediów. Miejmy nadzieję, że pójdzie za tym rozwój polskich instytucji naukowych i ich finansowania.
Źródła: Leibniz Institute, ScienceDaily
Zdjęcie Transparent of graphene application with binary numbers concept pochodzi z serwisu Shutterstock.