Forscher bauen ersten 2D-Nanodraht für zukünftige Telefone und Sonnenkollektoren

Im Jahr 2004 waren zwei Forscher an der Universität von Manchester im Vereinigten Königreich am Freitagabend damit beschäftigt, Scotch-Tape mit einer etwas mehr High-Tech-Version zu verwenden, um die obersten Schichten von einer Graphitflocke abzuziehen. Was eine besonders dumme Zeitverschwendung für jeden anderen sein würde, brachte ihnen letztendlich den Nobelpreis für Physik ein, da sie so viele Schichten abzogen, dass nur noch wenige Atome dick waren. Dies war Graphen, das erste zweidimensionale Material der Welt.

In den 13 Jahren seit dem haben Forscher versucht herauszufinden, wie man dieses und andere 2D-Materialien für die nächste Generation von Elektronik nutzen kann, wodurch das Problem der Platzersparnis von Telefonen bis hin zu Sonnenkollektoren beseitigt wird. Das Problem ist, dass es nicht ausreicht, etwas 2D zu machen. es muss möglich sein, sich zusammenzusetzen mehrere diese Materialien befinden sich in derselben Atome-dicken Ebene, wodurch ein sogenannter Nanodraht entsteht.

In einer Arbeit veröffentlicht am Montag in Naturmaterialien, ein internationales Forscherteam beschreibt detailliert den großen Fortschritt, den sie auf dem Weg zum kleinsten der Menschheit bekannten Draht gemacht haben. Diese Entwicklung öffnet die Tür zum Einbetten ultradünner Sonnenkollektoren oder LED-Bildschirme auf Oberflächen wie Kleidung oder Glas.

Die Forscher der King Abdullah University in Saudi-Arabien, der Cornell University, des Massachusetts Institute of Technology und der Academia Sinica erläutern, wie sie einen Draht aus Molybdändisulfid mit nur wenigen Atomen durch Wolframdiselenid führen konnten. ein Material, das für flexible Solarzellen verwendet wird.

Mit Materialien zu arbeiten, die nur wenige Atome im Durchmesser haben, ist schwer genug, aber zu lernen, wie diese Materialien im Wesentlichen miteinander vermischt werden und ihre Eigenschaften erhalten bleiben, ist ein Prozess, der die Wissenschaftler in Frage gestellt hat. Die Autoren dieses Artikels beschreiben detailliert, wie sie Nanodrähte aus einem Material herstellen konnten, das meistens als industrielles Schmiermittel verwendet wird, um die Montage elektronischer Komponenten auf Atomebene zu fördern.

„Die Herstellung neuer 2D-Materialien bleibt nach wie vor eine Herausforderung“, sagte Markus Buehler, Ingenieur am MIT, in einer Stellungnahme. „Die Entdeckung von Mechanismen, mit denen bestimmte gewünschte Materialstrukturen erstellt werden können, ist der Schlüssel, um diese Materialien in Richtung Anwendungen zu verschieben. In diesem Prozess ist die gemeinsame Arbeit von Simulation und Experiment von entscheidender Bedeutung, um Fortschritte zu erzielen, insbesondere unter Verwendung von Modellen auf molekularer Ebene, die neue Gestaltungsrichtungen ermöglichen. “

Graphens Größe und Vielseitigkeit haben sich seinen Ruf als Baustein der Zukunft erworben. Diese Forschung ist der bisher größte Fortschritt bei der Lösung des Problems, wie mehrere Nanomaterialien in einer Ebene zusammengefügt werden können.

Der Vorteil einer solchen 2D-Nanotechnologie ist, dass sie unglaublich stark ist und als unsichtbares Netz fungiert, das von elektrischen Strömen durchflossen werden kann. Nahezu jede Oberfläche kann mit dem Material beschichtet werden, wodurch die Elektronik noch allgegenwärtiger wird, als sie es bereits ist.

Durch die Massenproduktion von 2D-Materialien könnte eine neue Ära der leichten Bildschirme und Solarzellen eingeleitet werden, die nahezu überall implantiert werden könnten. Dadurch wird die Idee eines Bildschirms auf der Mantelhülle mehr Realität als ein Science-Fiction-Pfeifentraum.

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