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  • Plumbene, último primo de graphenes, realizado en el nano cubo de agua

    Plumbene se obtiene recociendo una película ultrafina de plomo (Pb) sobre paladio Pd (111). El material de la superficie resultante tiene la estructura de panal característica de una monocapa 2D, como lo revela la microscopía de túnel de barrido. Asombrosamente, debajo de la plomada, se forma una película delgada de aleación de paladio-plomo (Pd-Pb) con una estructura de burbuja (Fig.4 (a)) que recuerda a una estructura de Weaire-Phelan, que fue la inspiración para el diseño del Centro Acuático Nacional de Beijing ("Cubo de Agua") de los Juegos Olímpicos de 2008 en Beijing. Crédito:Junji Yuhara

    Materiales bidimensionales hechos de elementos del Grupo 14, primos del grafeno, han atraído un enorme interés en los últimos años debido a su potencial único como aislantes topológicos útiles.

    En particular, la posibilidad puramente teórica hasta ahora de un material de nido de abeja 2-D a base de plomo, llamado plumbene, ha generado mucha atención porque tiene la mayor interacción espín-órbita, debido a la estructura de electrones orbitales del plomo y, por lo tanto, a la mayor banda prohibida de energía, potencialmente convirtiéndolo en un robusto aislante topológico 2-D en el que el efecto Hall de giro cuántico podría ocurrir incluso por encima de la temperatura ambiente.

    Por esta razón, Se ha considerado que encontrar un método confiable y barato para sintetizar plumbene es un objetivo importante de la investigación de la ciencia de los materiales.

    Ahora, Investigadores liderados por la Universidad de Nagoya han creado plumbene recociendo una película ultrafina de plomo (Pb) en paladio Pd (111). El material de la superficie resultante tiene la característica estructura de panal de una monocapa 2-D, como lo revela la microscopía de túnel de barrido.

    Asombrosamente, debajo de la plomada, se forma una película delgada de aleación de paladio y plomo (Pd-Pb) con una estructura de burbujas que recuerda a una estructura de Weaire-Phelan (que divide el espacio en celdas de igual volumen con la menor superficie total de paredes entre ellas, resolviendo el "Problema de Kelvin"). La estructura Weaire-Phelan fue la inspiración para el diseño del Centro Acuático Nacional de Beijing ("Cubo de agua") de los Juegos Olímpicos de 2008 en Beijing.

    La imagen del microscopio de barrido de túnel muestra la estructura de panal reveladora de una capa monoatómica 2D de plomo que crece en el sustrato de paladio (111). Crédito:Junji Yuhara, Bangjie él Noriaki Matsunami, Masashi Nakatake y Guy Le Lay

    El líder del grupo, el profesor Junji Yuhara, recuerda en broma que el caso del Cubo de agua de Beijing y la estructura Weaire-Phelan no es la primera vez que arquitectos y científicos de materiales se inspiran mutuamente. "El arquitecto Buckminster Fuller diseñó la esfera geodésica para la Exposición Universal de 1967 en Montreal, y más tarde el [forma de carbono] Buckminster Fullerene, C60, fue nombrado después de él ".

    Según el profesor Yuhara, "Tanto el plumbene como el 'nano cubo de agua' son una hermosa adición al Nano Nature World. Los edificios de los Juegos Olímpicos de Tokio 2020, los Juegos Olímpicos de París 2024, Expo 2020 Dubái, Expo 2023 Buenos Aires, Expo 2025 Osaka, y así sucesivamente también pueden volver a ser el centro de atención como futuros materiales nuevos, " él dice.

    "El advenimiento de plumbene, "comenta el profesor Yuhara, "ha sido esperado por mucho tiempo, y viene después de la creación de silicene en 2012, germanene en 2014, y stanene en 2015. Sin duda, lanzará una avalancha de aplicaciones ".


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