«Похоже, что ящик Пандоры открыт»: создан новый тип материала толщиной в один атом
Исследователи из Марбургского университета (Германия) и Университета Аалто (Финляндия) создали новый тип углеродного материала толщиной в один атом.
Исследование опубликовано в журнале Science, коротко о нем рассказывает SciTech Daily.
Углерод существует в различных формах. Помимо природных алмаза и графита, можно создавать углеродные материалы с удивительными свойствами. Например, графен толщиной всего в один атомный слой является самым тонким из известных материалов, а его необычные свойства делают его чрезвычайно привлекательным для использования в электронике и высоких технологиях.
В графене каждый атом углерода связан с тремя соседями, образуя сеть из шестиугольников. Теоретические исследования показали, что атомы углерода могут также располагаться в других плоских схемах, но ни одна из этих сетей до сих пор не была реализована.
В новом исследовании авторы открыли новую углеродную сеть, которая имеет толщину в один атом, как графен, но состоит из квадратов, шестиугольников и восьмиугольников, образующих упорядоченную решетку. Оказалось, что электронные свойства нового материала, который получил название бифенилен, сильно отличаются от свойств графена.
В отличие от графена и других форм углерода, бифениленовая сетка обладает металлическими свойствами. Полосы бифенилена можно использовать в качестве проводов в электронных устройствах. Исследователи также считают, что новая углеродная сеть «может служить в качестве превосходного анодного материала в литий-ионных батареях с большей емкостью по сравнению с нынешними материалами на основе графена».
Новый материал изготавливается путем сборки углеродсодержащих молекул на чрезвычайно гладкой золотой поверхности. Эти молекулы сначала образуют цепи, которые состоят из связанных шестиугольников, а последующая реакция соединяет эти цепи вместе, образуя квадраты и восьмиугольники. Важной особенностью цепочек является то, что они хиральные, то есть не могут совмещаться со своим зеркальным отражением (как левая и правая рука). В материал собираются лишь цепочки одного типа. Это критически важно для образования нового углеродного материала, потому что реакция между двумя разными типами цепочек приводит только к образованию графена.
«Мы уверены, что этот новый метод синтеза приведет к открытию других новых углеродных сетей», — заключили исследователи.
«Похоже, что ящик Пандоры открыт и из него вылезет еще много странных материалов», — поделился в своем фейсбуке профессор РАН Артем Оганов, российский кристаллограф и химик.
Фото: University of Marburg, Aalto University
Графен превратили в алмазную пленку
Физики научились получать экологически чистую энергию из графена
