Ny värld av 2D-material öppnas

Forskare vid Linköpings universitet har gjort ett genombrott inom materialvetenskap genom att utveckla en ny metod som möjliggör skapandet av hundratals nya tvådimensionella (2D) material, något som kan revolutionera användningen inom områden som energilagring, katalys och vattenrening. Dessa material, som endast är några atomlager tjocka, uppvisar extraordinära egenskaper såsom ökad ledningsförmåga, hållfasthet och värmetålighet på grund av sin stora yta jämfört med volym och vikt.

Den huvudsakliga gruppen av 2D-material kallas MXener och framställs genom att avlägsna A-komponenten från en tre-dimensionell MAX-fas som består av en övergångsmetall (M), ett grundämne (A) och kol eller kväve (X). Denna metod har tidigare varit begränsad till att endast skapa material från MAX-faser.

Med hjälp av teoretiska modeller och omfattande beräkningar på Nationellt Superdatorcentrum, har forskarteamet vid Linköpings universitet kunnat identifiera 119 nya lovande grundmaterial för att skapa 2D-material, ur en databas på 66 643 material. Metoden validerades med den avancerade tekniken sveptransmissionselektronmikroskopet Arwen, som kan analysera materialstrukturen på atomnivå och utföra spektroskopi för att bestämma materialets sammansättning.

Denna upptäckt innebär att en mängd nya 2D-material med unika egenskaper nu kan utvecklas, vilket banar väg för teknologiska framsteg i många sektorer. Forskarna ser nu fram emot att utforska fler potentiella grundmaterial och att skala upp sina experiment. Den framtida potentialen för dessa material bedöms vara enorm.

Studien har möjliggjorts genom finansiering från flera framstående forskningsstiftelser och initiativ, inklusive Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability (WISE), och andra noterade bidragsgivare, vilket illustrerar den nationella och internationella betydelsen av detta forskningsområde.

Källa: https://doi.org/10.1126/science.adj6556

Bild: Press Linköpings Universitet