Los materiales bidimensionales como el grafeno muestran propiedades fascinantes como la superconductividad, una resistencia extraordinaria y fenómenos cuánticos exóticos. Los científicos del Forschungszentrum Jülich, junto con socios del Instituto Indio de Tecnología de Patna y la Universidad australiana de Newcastle, han creado un material especial de este tipo que presenta un carácter metálico. Consiste en una sola capa atómica de átomos de molibdeno y también se lo conoce como "molibdeneno".
Los científicos lograron producir una fina lámina de metal molibdeno, que tiene sólo un espesor de una capa atómica. Por tanto, el nuevo material es tan delgado como el grafeno, probablemente el material 2D más conocido. Este último está compuesto de carbono y fue aislado por primera vez en 2004. El descubrimiento despertó gran atención porque el grafeno conduce la electricidad y el calor mucho mejor que el cobre y es cien veces más estable que el acero.
Al mismo tiempo, es excepcionalmente ligero y flexible. Debido a su estructura 2D especial, el grafeno también exhibe algunos efectos electromagnéticos inusuales que podrían permitir innovaciones revolucionarias en el campo de la tecnología cuántica.
En los últimos años se han introducido otros materiales 2D como el fosforeno o el germaneno. Al igual que el molibdeneno, exhiben algunas propiedades impresionantes, mientras que este último todavía se diferencia de otros materiales 2D en algunos aspectos. "Muchos materiales 2D son sensibles al calor, pero el molibdeneno no. Además, este es el primer material metálico 2D en el que se pueden preparar capas independientes", explica el profesor Ilia Valov del Instituto Peter Grünberg (PGI-7) del Forschungszentrum. Jülich.
Los investigadores crearon el nuevo material 2D utilizando un microondas, en el que calentaron una mezcla de sulfuro de molibdeno (MoS2 ) y grafeno hasta la incandescencia a una temperatura de unos 3.000 grados centígrados. En una reacción impulsada por el campo eléctrico de microondas, se formaron estructuras capilares finamente ramificadas en las que se encuentran las capas cónicas de molibdeno. También se les llama "bigotes".
En las primeras pruebas, los científicos ya pudieron observar diversas propiedades útiles. "El molibdeneno es mecánicamente extremadamente estable. Podría usarse, por ejemplo, como recubrimiento para electrodos, para hacer baterías aún más potentes y robustas", explica Ilia Valov.
Los investigadores esperan que el material tenga otras propiedades electrónicas exóticas, similares al grafeno, debido a su estructura bidimensional especial. Debido a su carácter metálico, también tiene electrones que se mueven libremente. Estos se acumulan en los dos lados del molibdeneno, lo que convierte al material en un candidato interesante como catalizador para acelerar reacciones químicas.
En colaboración con el Instituto Indio de Tecnología de Patna y la Universidad australiana de Newcastle, los investigadores ya han podido desarrollar una aplicación científica práctica para el molibdeneno. Gracias a su estabilidad y excelente conductividad eléctrica y térmica, es ideal como punta de medición para microscopía de fuerza atómica (AFM) y espectroscopia RAMAN de superficie mejorada (SERS).
Los registros de muestra iniciales muestran que el molibdeneno ofrece varias ventajas sobre los materiales de punta establecidos y, debido a su forma delgada y plana, es capaz de proporcionar una protección particularmente buena contra señales de interferencia no deseadas.
Más información: Tumesh Kumar Sahu et al, Síntesis de molibdeneno en microondas a partir de MoS2 , Nanotecnología de la Naturaleza (2023). DOI:10.1038/s41565-023-01484-2
Información de la revista: Nanotecnología de la naturaleza
Proporcionado por Forschungszentrum Juelich
