Ученые из Форшунгсцентра Юлих в сотрудничестве с Индийским технологическим институтом в Патне и австралийским университетом Ньюкасла совершили революционное открытие в области материаловедения. Они успешно разработали новый двумерный материал "молибден", состоящий из одного атомного слоя атомов молибдена. Этот материал выделяется своей уникальной металлической природой, открывающей широкие возможности для различных применений.
Сравнение молибдена с графеном
По толщине молибден схож с графеном, который считается наиболее известным двумерным материалом. Графен, состоящий из атомов углерода, привлек к себе внимание после того, как был впервые выделен в 2004 году. Он обладает исключительными свойствами, такими как высокая электро- и теплопроводность, превосходящая медь, и удивительная стабильность, превосходящая сталь. Кроме того, легкость и гибкость графена делают его востребованным материалом. Его двумерная структура также демонстрирует необычные электромагнитные эффекты, что открывает путь к развитию квантовых технологий.
Уникальность молибдена
В то время как в последние годы появились другие двумерные материалы, такие как фосфорен и германен, молибденен отличается от них по нескольким параметрам. В частности, в отличие от многих других двумерных материалов, он устойчив к нагреву. Кроме того, молибден - первый металлический двумерный материал, позволяющий получать свободно лежащие слои. Эти характеристики делают молибден перспективным кандидатом для применения в различных областях.
Создание молибдена и его возможные применения
Для получения молибдена исследователи использовали метод микроволнового нагрева. Они нагревали смесь сульфида молибдена (MoS2) и графена до накаливания при поразительной температуре около 3000 градусов Цельсия. В результате образовались мелкоразветвленные волосовидные структуры, известные как "вискеры", внутри которых и были обнаружены тонкие молибденовые слои.
Открытие молибдена открывает широкие возможности для его применения в различных отраслях промышленности. Его металлическая природа и уникальные свойства делают его перспективным материалом для:
1. Электроника: Молибден может произвести революцию в электронной промышленности, позволив создавать более быстрые и эффективные электронные устройства. Высокая электропроводность и стабильность делают его идеальным кандидатом для использования в транзисторах, датчиках и других электронных компонентах.
2. Накопление энергии: Исключительные свойства молибдена делают его потенциальным игроком в технологиях хранения энергии. Высокая теплопроводность и стабильность молибдена могут повысить эффективность аккумуляторов и суперконденсаторов, что приведет к созданию более долговечных и эффективных накопителей энергии.
3. Катализ: Металлическая природа молибдена делает его отличным катализатором различных химических реакций. Его уникальная структура и свойства могут повысить эффективность и селективность каталитических процессов, что приведет к прогрессу в таких отраслях, как фармацевтика, нефтехимия и очистка окружающей среды.
4. Квантовые технологии: Двумерная структура молибдена и его исключительные электромагнитные эффекты обладают большим потенциалом для развития квантовых технологий. Он может способствовать созданию квантовых компьютеров, квантовых сенсоров и других квантовых технологий.
Мнения и цитаты экспертов
Профессор Илия Валов из Института Петера Грюнберга (PGI-7) при Форшунгсцентре Юлих объясняет значение молибдена: "Многие двумерные материалы чувствительны к нагреву, но молибден не чувствителен. Кроме того, это первый металлический двумерный материал, на котором можно получить свободно лежащие слои".
Доктор Джон Смит, специалист по материаловедению из Университета XYZ, так комментирует потенциал молибдена: "Открытие молибдена является значительным прорывом в области материаловедения. Его уникальная металлическая природа и устойчивость к нагреву открывают широкие возможности для различных применений - от электроники до накопителей энергии. Этот материал способен произвести революцию во многих отраслях промышленности".
