Атомная лазанья: новый материал производится как пластик, а электричество проводит как металл

Это материал, в котором молекулярные фрагменты перемешаны и неупорядочены, но при этом могут очень хорошо проводить электричество. Разработку представили исследователи из Чикагского университета (США). Научная статья опубликована в журнале Nature, о ней сообщили в университете.

Открытие идет вразрез со всеми известными правилами проводимости — это все равно, что увидеть автомобиль, едущий по воде и все еще движущийсяся со скоростью 80 км/ч.

Проводящие материалы абсолютно необходимы для любых электронных устройств, будь то смартфон, солнечная батарея или телевизор. На сегодняшний день самая массовая группа проводников — это металлы: медь, золото, алюминий.

По сути, все проводники имеют общие характеристики. Они состоят из прямых, плотно упакованных рядов атомов или молекул. Это означает, что электроны могут легко проходить через материал, как автомобили на шоссе.

Однако исследователи начали экспериментировать с некоторыми материалами, открытыми много лет назад, но по большей части игнорировавшимися. Ученые нанизали атомы никеля, как жемчужины, на цепочку молекулярных шариков из углерода.

К удивлению, материал легко и сильно проводил электричество. Более того, он был очень стабильным.

«Мы нагревали его, охлаждали, подвергали воздействию воздуха и влажности и даже капали на него кислотой и щелочью — ничего не менялось», — сказал Цзязе Се, первый автор статьи.

Но самым поразительным было то, что молекулярная структура материала была неупорядоченной. Авторы работы долго пытались понять, как материал может проводить электричество. Они пришли к выводу, что он образует слои, похожие на листы в лазанье. Даже если листы смещаются, не образуя аккуратной стопки, электроны все равно могут двигаться горизонтально или вертикально — до тех пор, пока кусочки соприкасаются. Результат беспрецедентен для проводящего материала.

Одной из перспективных характеристик материала являются новые возможности обработки. Металлы обычно приходится плавить, чтобы придать им нужную форму. Новый материал можно производить при комнатной температуре.

«Мы думаем, что можем сделать его плоским, толщиной в один атом, или трехмерным, пористым или даже добавить другие свойства, добавив различные компоновщики или узлы», — сказал Се.

Ученые из Сколтеха открыли уникальное соединение — гидрид стронция SrH22

Ученые заявили, что нашли лучший в мире полупроводник