Molibdenén, a legújabb egy atom vastagságú anyag, ami a grafén előnyeivel rendelkezik

2023 / 09 / 21 / Bobák Zsófia
Molibdenén, a legújabb egy atom vastagságú anyag, ami a grafén előnyeivel rendelkezik
A molibdénből készült molibdenén a kétdimenziós anyagok táborát erősíti és már meg is találták az egyik tökéletes felhasználási területet számára.

Számos kétdimenziós, azaz nanométer vastagságú anyag létezik, amelyek különleges képességekkel bírnak köszönhetően speciális struktúrájuknak és számuk egyre szaporodik, ahogy a kutatók újabb módszereket dolgoznak ki a összetevők kombinálására. Az anyagok időnként véletlen felfedezésekből vagy kísérletezéssel születnek, mint a grafén is, amelyet 2004-ben sikerült először grafitból létrehozni a grafit rétegeinek leválasztásával. Az azóta nagy jelentőségre szert tett eseményre a Manchesteri Egyetem "péntek esti kísérletek" elnevezésű informális összejövetelén került sor, ahol Andre Geim és Kostya Novoselov addig próbálkozott a grafitot minél vékonyabb hártyákra bontani egyszerű ragasztószalag segítségével, amíg végre egy atom vastagságú réteget nem kaptak eredményül. A grafén előállításáért a két professzor 2010-ben Nobel-díjat kapott.

Más esetekben az új matériákat kevésbé játékos, inkább bonyolultabb és precízebb metódusokkal állítják elő, amelyek azonban éppen olyan különleges eredményekre vezethetnek, mint a grafén esetében. Bár a grafén volt a világ laboratóriumaiban készült legelső kétdimenziós anyag, amelynek előnyös tulajdonságai, többek között rendkívül erős szerkezete és extrémen hatékony vezetőképessége egyedülállónak számított és a kutatók azonnal nagy reményeket fűztek a jövőbeli karrierjéhez, de a szintén egy atom vastagságú utódai sem maradnak el tőle a kivételes képességeik tekintetében. A grafén testvéranyaga, a grafin például szintén hatszögletű rácsokba rendeződött szénatomokból áll, amelyek azonban nem szigorúan szabályos méhsejtes szerkezetet hoznak létre, hanem ennél komplexebb mintákat a kettős és hármas kötéseik miatt.

A grafin különleges elrendezése miatt az elektromosságot szintén nagyon jól vezeti, de egy dologban eltér a graféntől, az elektronok áramlása ugyanis kontrollálható benne, és létezik olyan változata is, ami az elektronokat csak egy irányba vezeti. Más kétdimenziós anyagok, úgy mint a MXene is, szintén jó elektromos vezetőképességükről ismertek és rendkívül hatékony elektromágneses árnyékolásra képesek.

A Forschungszentrum Jülich munkatársainak és indiai kutatóknak együttműködésével zajló kísérletek során most nem szénatomokból, hanem újfent egy átmenetifémből, a molibdénből alakítottak ki új anyagot, amely azonban egy tulajdonságban még csodaanyag társai közül is kitűnik. A molibdenént mikrohullámú besugárzással hozták létre, amellyel molibdén-diszulfid port hevítettek 3000 Celsius-fokos hőmérsékletre és a reakció következtében hajszálszerű struktúrák formálódtak, amelyeken vékonyodó molibdén rétegek rajzolódtak ki. A molibdenén fémes jellegű, szabad elektronjai az egyes egységek oldalsó szélein találhatóak és a megfigyelések szerint extrém stabilitással rendelkezik, valamint elektromos-, és hővezető képessége is kiemelkedő, ezért sok más kétdimenziós anyaghoz hasonlóan a kutatók máris számtalan felhasználási területen látják a leendő alkalmazásának hasznosságát. A molibdenén viszont egy tekintetben még sokkal jobb jellemzőkkel bír: a hőre ugyanis egyáltalán nem érzékeny.

"Emellett, ez az első fémes kétdimenziós anyag, amellyel önálló rétegeket lehet készíteni."

- mondta el Ilia Valov professzor, a kutatás résztvevője.

Az új anyagot természetesen sokféle célra lehet majd felhasználni, de egy egészen konkrét alkalmazást már találtak is számára a tudósok: atomerő-mikroszkópok hegyét készíthetik molibdenénből, amely különösen jó védelmet nyújt a zavaró interferencia ellen.

(Fotó: Sahu, TK, Kumar, N., Chahal, S. et al/Nature Nanotechnology (2023), CC BY 4.0)


Áttörés az anyag egzotikus, ötödik állapotának kutatásában
Áttörés az anyag egzotikus, ötödik állapotának kutatásában
A Bose-Einstein-kondenzáció az anyag egzotikus állapota, amit korábban csak atomok használatával tudtak előállítani a kutatók.
15 km vastag, tömör gyémántréteget rejthet a Merkúr felszíne
15 km vastag, tömör gyémántréteget rejthet a Merkúr felszíne
Nagy meglepetés egy kicsi bolygótól – a felfedezés a Merkúr több furcsa tulajdonságát is magyarázhatja.
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.