Cuando pensamos en los vínculos con el futuro:la transición global a la energía solar y eólica, Realidad virtual táctil o neuronas sintéticas:no faltan las grandes ideas. Son los materiales para ejecutar las grandes ideas:la capacidad de fabricar las baterías de iones de litio, la optoelectrónica y las pilas de combustible de hidrógeno, que se interponen entre el concepto y la realidad.

Introduzca materiales bidimensionales, el último paso en innovación. Consta de una sola capa de átomos, Los materiales bidimensionales como el grafeno y el fosforeno exhiben nuevas propiedades con un gran potencial. Con capacidad para combinarse como ladrillos de Lego, estos materiales ofrecen conexiones a productos futuros, Incluyendo nuevos medios para transmitir tanto poder como personas, con una transmisión de energía más eficiente, y vehículos propulsados ​​por energía solar y eólica en carreteras y cielos.

Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Georgia anuncia el uso exitoso de una nueva técnica de nano imágenes que permitirá a los investigadores probar e identificar estos materiales de manera integral a nanoescala por primera vez. Ahora, hay una manera de experimentar con nuevos materiales para nuestras grandes ideas de una manera realmente, muy pequeña escala.

"Ciencia fundamental:conductividad eléctrica a pequeña escala, emisión de luz, cambios estructurales:ocurren a nanoescala, "dijo Yohannes Abate, Susan Dasher y Charles Dasher MD Profesores de Física en el Franklin College of Arts and Sciences y autor principal del nuevo artículo. "Esta nueva herramienta nos permite visualizar todo esto combinado con una especificidad y resolución sin precedentes".

"Dado que no podemos ver los átomos con los métodos tradicionales, necesitábamos inventar nuevas herramientas para visualizarlas, ", dijo. La técnica de imagen hiperespectral permite a los científicos inspeccionar las propiedades eléctricas, propiedades ópticas, y las propiedades mecánicas en la escala de longitud fundamental, simultaneamente.

La investigación de imágenes hiperespectrales cuenta con el apoyo de subvenciones de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y la Fundación Nacional de Ciencias. Los investigadores crearon una hoja de un átomo de espesor de dos tipos de semiconductores cosidos, similar a ensamblar un Lego atómico, con propiedades que no se encuentran en los materiales tradicionales gruesos. Con cristales de un solo átomo de espesor, cada átomo está literalmente expuesto en la superficie, combinando propiedades atómicas que dan como resultado nuevas propiedades.

"En el corazón de la ciencia de los materiales está la necesidad de comprender las propiedades fundamentales de los nuevos materiales, de lo contrario, es imposible aprovechar sus propiedades únicas, ", Dijo Abate." Esta técnica nos acerca un paso más a poder utilizar estos materiales para una serie de aplicaciones potenciales ".

Entre ellos se incluyen diversas formas de aplicaciones de sistemas electrónicos o emisores de luz. Cómo verificar el efecto de cambios muy pequeños en la composición atómica, La conductividad y la respuesta a la luz de materiales de un solo átomo de espesor simultáneamente ha sido el desafío hasta ahora, Dijo Abate.

El físico ganador del Premio Nobel Richard Feynman, que imaginó la nanotecnología ya en la década de 1960, predijo que a medida que los científicos fueran capaces de elegir y reemplazar ciertos tipos de átomos, podrían fabricar prácticamente cualquier material imaginable.

"Más de medio siglo después, todavía no estamos allí, pero donde estamos podemos visualizarlos, y a esa escala pueden surgir nuevos problemas y tenemos que entender esas propiedades como parte de la comprensión de las propiedades de los materiales a gran escala, antes de que podamos usarlos, "Dijo Abate.

El artículo se publica en la revista ACS Nano .