En un cristal, las facetas se refieren a los planos compuestos por diferentes disposiciones de átomos. En la naturaleza, los cristales tienden a formar una forma poliédrica debido a sus múltiples facetas, y lograr una sola faceta en un cristal es un gran desafío. No obstante, en un estudio publicado en Advanced Powder Materials , un grupo de investigadores de China describió un nuevo enfoque de síntesis que puede sintetizar materiales 2D de gran superficie con espesor atómico y exponer una sola faceta al mismo tiempo.
"La faceta expuesta es crucial ya que determina la estructura de la superficie y las propiedades de los materiales 2D", explica el primer autor del estudio, Jingwei Wang, académico Shuimu de la Escuela Internacional de Graduados de Shenzhen, Universidad de Tsinghua.
"Anteriormente, la mayoría de los investigadores utilizaban métodos de química húmeda para sintetizar nanopartículas con facetas específicas. Sin embargo, estas muestras adolecen de una superficie pequeña, baja calidad y la presencia de múltiples facetas, lo que no es adecuado para estudiar las propiedades idénticas de una determinada faceta. "
El equipo multidisciplinario de científicos del estudio descubrió que el uso de un sustrato de crecimiento triplemente simétrico, como la mica, produce cristales de MnSe 2D con una faceta (111). Por el contrario, en un sustrato doblemente simétrico como MgO (100), se pueden cultivar cristales de MnSe 2D con (100) facetas. Estas escamas 2D de MnSe no solo exhiben superficies de gran superficie de una sola faceta, sino que también poseen una alta cristalinidad y una orientación de dominio ordenada. Además, demuestran que estas muestras son candidatas ideales para estudiar propiedades dependientes de facetas (por ejemplo, electrocatálisis).
"Hasta ahora, revelar la relación entre las facetas del cristal y las propiedades [ha sido] un desafío ya que los nanomateriales generalmente exponen múltiples facetas. Nuestro enfoque muestra que la faceta única se puede controlar en materiales 2D atómicamente delgados en sustratos de crecimiento específicos", dice Bilu Liu, autor correspondiente del estudio. "Esperamos que nuestros resultados alienten a los científicos a continuar investigando la ingeniería facetaria de materiales 2D para obtener las propiedades y aplicaciones deseadas".
Más información: Jingwei Wang et al, Crecimiento mediante ingeniería facetaria de calcogenuros de manganeso 2D sin capas, Materiales en polvo avanzados (2023). DOI:10.1016/j.apmate.2023.100164
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