Desarrollan un nuevo material bidimensional hecho de átomos de cobre y yodo

Los átomos se unen compartiendo electrones. El proceso por el cual ocurren depende no solo de los tipos de átomos, sino también de condiciones como la presión y la temperatura.

Una capa de yoduro de cobre se intercala entre dos hojas de grafeno (átomos grises). Crédito de la imagen: © 2021 Kimmo Mustonen, Christoph Hofer y Viera Skákalov.

En lo que respecta a los materiales bidimensionales (2D) como el grafeno, los átomos tienden a unirse a lo largo del plano para desarrollar estructuras de un solo átomo de espesor.

Esto da como resultado propiedades mágicas determinadas por la mecánica cuántica. científicos en Universidad de Viena En colaboración con las Universidades de Tübingen, Amberes y CY Serge Paris, junto con Danubia NanoTech, han producido un nuevo material 2D compuesto por átomos de cobre y yodo intercalados entre dos láminas de grafeno. Los resultados del estudio se publicaron en la revista materiales avanzados.

El diseño de nuevos materiales permite mejorar la eficiencia para aplicaciones familiares o aplicaciones completamente nuevas que estaban fuera del alcance de los materiales existentes anteriormente. Decenas de miles de materiales tradicionales como los metales y sus aleaciones han sido reconocidos durante los últimos 100 años.

Se espera que quede un número equivalente de posibles materiales 2D, pero hasta ahora, solo una fracción de ellos se ha realizado en experimentos. Una de las razones de esto es la inestabilidad de muchas de estas sustancias en condiciones de laboratorio.

En el último estudio, los científicos sintetizaron un yoduro de cobre bidimensional acoplado a un sándwich de grafeno, como el primer ejemplo de un material que no existe de manera diferente en condiciones normales de laboratorio.

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La síntesis aprovecha el gran espacio entre las capas de grafeno oxidado multicapa, lo que permite que los átomos de yodo y cobre se difundan en el espacio y hagan crecer el nuevo material. Aquí las capas de grafeno juegan un papel esencial en el estrés del estabilizador que posteriormente se convierte en estabilidad. La estructura sándwich resultante se muestra en la ilustración.

Como suele ser el caso, cuando vimos por primera vez el nuevo material en nuestras imágenes microscópicas, fue una sorpresa.. Tomó algún tiempo aprender la estructura específicamente. Esto nos permitió, junto con Danubia NanoTech, dirigida por Viera Skákalová, diseñar un proceso químico para la producción en masa.

Kimmo Mustonen, autor principal del estudio, Universidad de Viena

Comprender la estructura ha sido un punto de referencia colaborativo para investigadores de las Universidades de Viena, Tübingen, Amberes y CY Serge Paris.

«Tuvimos que usar varias técnicas de microscopía electrónica para asegurarnos de que realmente estábamos viendo una monocapa de cobre y yodo y para extraer las posiciones exactas de los átomos en 3D, incluidos los métodos más recientes que desarrollamos recientemente.El segundo autor principal, Christoph Hofer, agregó.

Después del yoduro de cobre bidimensional, los científicos ampliaron la técnica de síntesis para generar otros materiales bidimensionales.

El método parece ser verdaderamente universal y brinda acceso a docenas de nuevos materiales 2D. Estos son tiempos realmente emocionantes.

Kimmo Mustonen, autor principal del estudio, Universidad de Viena

Referencia de la revista:

Mustonen, K., y otros. (2021) Hacia materiales estratificados exóticos: yoduro de cobre 2D. materiales avanzados. doi.org/10.1002/adma.202106922.

fuente: https://www.univie.ac.at/en/

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