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)