Materiales bidimensionales que pueden realizar múltiples tareas.

Ese es el resultado de un nuevo proceso que produce de forma natural monocapas estampadas que pueden actuar como base para crear una amplia variedad de materiales novedosos con óptica dual, magnético, capacidades catalíticas o de detección.

"Los materiales estampados abren la posibilidad de tener dos funcionalidades en un solo material, como catalizar una reacción química al mismo tiempo que sirve como sensor para un segundo conjunto de moléculas, "dijo Sócrates Pantelides, William y Nancy McMinn Profesores de Física en la Universidad de Vanderbilt, quien coordinó la investigación con el profesor Hong-Jun Gao en el Instituto de Física de la Academia de Ciencias de China en Beijing. "Por supuesto, puede hacer tal cosa usando dos materiales uno al lado del otro, pero los materiales estampados ofrecen una amplia gama de nuevas opciones para los diseñadores de dispositivos ".

Su logro se describe en un artículo titulado "Materiales bidimensionales con patrones intrínsecos para la adsorción selectiva de moléculas y nanoclusters", publicado el 12 de junio en la revista. Materiales de la naturaleza .

En electrónica, Los materiales bidimensionales (2D) son un tema candente debido a sus muchas aplicaciones potenciales. Grafeno que consta de una sola hoja de átomos de carbono, ha recibido la mayor atención, pero ha resultado muy difícil ajustar sus propiedades químicas y eléctricas. Como resultado, calcogenuros (materiales que contienen azufre, selenio o telurio, que son conocidos por su óptica muy variada, propiedades eléctricas y térmicas) son ahora el foco de la investigación mundial porque algunas de ellas forman naturalmente monocapas que pueden servir como pizarras en blanco que se adaptan fácilmente a aplicaciones específicas.

Ahora, Pantelides y sus colaboradores han demostrado que las monocapas formadas por dos calcogenuros (platino-selenio y cobre-selenio) se combinan de forma natural con precisión a nanoescala en triángulos alternos con diferentes fases:metálica y semiconductora. Debido a que cada fase tiene diferentes propiedades eléctricas y químicas, dos tipos diferentes de moléculas pueden unirse a su superficie, lo que le permite realizar dos funciones simultáneamente.

"En general, Los materiales 2D se 'funcionalizan' para aplicaciones específicas adsorbiendo diferentes especies de átomos o moléculas en ellos o incorporando impurezas en su estructura cristalina perfecta, de la misma manera que los semiconductores como el silicio se funcionalizan dopando con impurezas, que permite la fabricación de dispositivos electrónicos, como los 'chips' que impulsan las computadoras, "Explicó Pantelides." Nuestro nuevo artículo amplía el ámbito de los materiales 2D en un paso importante. Demuestra una forma de fabricar materiales 2D que permite que las dos fases del material se funcionalicen de forma independiente ".

Los experimentos se llevaron a cabo en el laboratorio de Gao en Beijing y los cálculos teóricos se realizaron en Vanderbilt. el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética del Departamento de Energía de los EE. UU. y la Universidad de la Academia de Ciencias de China.