Napagmasdan ng mga Physicist ang Binago na Mga Landscapes ng Enerhiya

Ang mga plate ng 2D ay lumusot at yumuko sa bawat isa, binabago ang kapaligiran ng enerhiya ng mga materyales. Kredito: Ventsislav Valev

Ang mga pisiko sa Unibersidad ng Paliguan sa Inglatera ay nagmamasid sa binagong mga tanawin ng enerhiya sa interseksyon ng mga materyales na 2D.

Noong 1884, isinulat ni Edwin Abbott ang Flatland: Isang Romansa sa Maraming Dimensyon bilang isang pangungutya ng hierarchy ng Victoria. Inisip niya ang isang mundo kung saan ang mga nilalang ay may mga 2D na geometric na hugis, na mayroon lamang sa dalawang sukat. Ang pisika ng gayong mundo ay medyo katulad sa mga modernong materyales na 2D. graphene at paglipat ng metal dicalcogenides kabilang ang tungsten disulfide (WS2), tungsten diselenide (WSe2), molybdenum disulfide (MoS2), at molybdenum diselenide (MoSe2).

Mga modernong materyales ng 2D, isaatomo mga layer kung saan maaaring lumipat ang mga electron sa dalawang sukat, ngunit kung saan limitado ang kanilang paggalaw sa ikatlong sukat. Dahil sa ‘jamming’ na ito, ang mga materyales sa 2D ay may advanced na mga katangian ng optikal at elektronikong nagtataglay ng dakilang pangako bilang susunod na henerasyon na mga ultra-manipis na aparato sa larangan ng enerhiya, komunikasyon, imaging at teknolohiya. computing ng kabuuanBukod sa iba pa.

Kadalasan, para sa lahat ng mga application na ito, ang mga materyales sa 2D ay naisip sa patag na pagsasaayos ng kasinungalingan. Sa kasamaang palad, gayunpaman, ang lakas ng mga materyal na ito ay din ang kanilang pinakamalaking kahinaan – ang mga ito ay lubos na payat. Nangangahulugan ito na kapag naiilawan, ang ilaw ay maaari lamang makipag-ugnay sa kanila sa isang napakaliit na kapal, na naglilimita sa kanilang pagiging kapaki-pakinabang. Upang mapagtagumpayan ang pagkukulang na ito, nagsisimulang maghanap ang mga mananaliksik ng mga bagong paraan upang tiklupin ang mga materyales na 2D sa mga kumplikadong mga hugis ng 3D.

Sa aming 3D uniberso, ang mga 2D na materyales ay maaaring isalansan sa isa’t isa. Upang mapalawak ang talinghaga ng Flatland, ang gayong pag-aayos ay literal na kumakatawan sa mga parallel na mundo kung saan ang mga tao ay hindi nila kailanman makikilala.

Ngayon, ang mga siyentista mula sa Kagawaran ng Physics sa University of Bath sa Inglatera ay nakagawa ng isang paraan upang ayusin ang mga pahina ng 2D WS2 (dating nilikha sa kanilang lab) sa isang pagsasaayos ng 3D, at iyon ang mga flat-slab na sheet ng WS2. Ang partikular na pag-aayos ng 3D na ito ay kilala bilang isang ‘nanomesh’: isang web ng makapal na naka-pack, random na ibinahagi na mga stack na naglalaman ng spun at / o fused WS2 sheet.

Ang ganitong mga pagbabago sa Flatland ay magpapahintulot sa mga tao na humakbang sa mundo ng bawat isa. “Hindi namin itinakda upang mapataob ang mga residente ng Flatland,” sabi ni Propesor Ventsislav Valev, na namuno sa pag-aaral, “Ngunit dahil sa maraming mga kamalian na nano-engineered namin sa mga materyal na 2D, ang mga mapangisipang naninirahan ay matatagpuan ang kanilang mundo na kakaiba talaga.

“Una, ang aming mga sheet ng WS2 ay magkakaroon ng may sukat na mga sukat na may iregular na mga gilid upang ang kanilang mundo ay magkaroon ng isang kakatwang hugis na tip. Gayundin, ang ilan sa mga atomo ng asupre ay pinalitan ng oxygen, na maaaring mali para sa sinumang naninirahan. Pinakamahalaga, ang aming mga sheet ay lumusot at nagsama-sama at paikot-ikot pa rin sila sa isa’t isa, na nagbabago ng tanawin ng enerhiya ng mga materyales. Para sa Flatlanders, ang gayong epekto ay tila biglang nagbago ang mga batas ng sansinukob sa kanilang buong tanawin. “

Ang pagbuo ng bagong materyal sa dating mag-aaral ng doktor at post-doc na si Zichen Liu, Dr. “Ang binagong tanawin ng enerhiya ay susi sa aming trabaho,” sabi ni Adelina Ilie. Patunay ito na ang pagsasama-sama ng mga materyales sa 2D sa isang pag-aayos ng 3D ay hindi lamang nagreresulta sa ‘mas makapal’ na mga materyales na 2D – gumagawa ito ng ganap na mga bagong materyales. Ang aming nanomesh ay teknolohikal na simple upang magawa at nag-aalok ng naaayos na mga katangian ng materyal upang matugunan ang mga hinihingi ng mga aplikasyon sa hinaharap. “

Idinagdag ni Propesor Valev: “Ang nanome ay may napakalakas na hindi linear na mga katangian ng optikal – mahusay na binabago nito ang isang kulay ng laser sa isa pa sa isang malawak na color palette. Ang aming susunod na layunin ay gamitin ito sa Si waveguides upang mapabuti ang dami ng komunikasyon sa kabuuan. “

“Bumuo kami ng mga bagong pamamaraan ng paglalarawan upang maipakita ang nabago na kapaligiran ng enerhiya at inaasahan kong mailalapat ang mga ito sa iba pang mga materyales,” sabi ni Alexander Murphy, isang mag-aaral ng doktor na lumahok sa pagsasaliksik. Sino ang nakakaalam kung ano pa ang maaari nating matuklasan? “

Sanggunian: 10 Mayo 2021, Mga Pag-aaral sa Laser at Photonics.
DOI: 10.1002 / lpor.202100117

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang Koponan sa Underwater Archeology ay Nakahanap ng 9,000-Taong-Taong Mga Bato ng Artifact

Kredito: Unibersidad ng Texas sa Arlington Ang pangkat ng arkeolohiya sa ilalim ng dagat ay natagpuan ang mga sinaunang obsidian na natuklap na 2,000 milya...

Nabawasan ang Panganib sa Kanser Kabilang sa Mga Pasyente sa Pagkabigo ng Puso na Gumagamit ng Statins

Ang paggamit ng Statin ay na-link sa isang pinababang panganib ng cancer sa mga pasyente na may kabiguan sa puso. Kredito: European Heart...

Tagumpay sa Teknolohiya ng Ultrathin para sa Revolution ng Night Vision – “Ginawa Namin ang Hindi Makikita”

Sinabi ni Dr. Rosso Camacho Morales na ang mga mananaliksik ay "hindi nakikita, nakikita." May-akda: Jamie Kidston, Australian National University Hayaan may ilaw! ...

Kapag Kakulangan sa Trabaho ng mga empleyado, Nakakuha sila ng Paranoid – At Aggressive

Kung ang mga empleyado ay walang kapangyarihan sa lugar ng trabaho, maaari silang makaramdam ng mahina at paranoid. Sa halip, ang paranoia na...

Ang kabuuang solar eclipses ay nag-iilaw sa solar wind

Pinapayagan ng mga espesyal na filter na masukat ang mga siyentipiko ng iba't ibang mga temperatura sa corona sa panahon ng pangkalahatang mga eclipse...

Newsletter

Subscribe to stay updated.