Залізна руда може стати наступним великим 2D матеріалом

Залізна руда може стати наступним великим 2D матеріалом

Ви вже багато років чуєте про графен. Цю 2-мірну версію вуглецю має змінити все, починаючи від процесорів, до більш швидкої вірусної діагностики. Хоча графен був важливим у дослідженні та обмеженій кількості споживчих товарів, він не зовсім прожив ажіотаж. Можливо, наступний 2D-матеріал буде запобігати матеріальній революції. Це називається хематень, і це виготовляється з дешевої, рясної залізної руди.

Гематен має ряд спільних з графеном речей. Якщо графен є по суті тонким шаром атомів вуглецю, то гематен - це тонкий аркуш заліза та кисню. Він складається з гематиту, який є найпоширенішим джерелом залізна руди у світі. Це одна з найпоширеніших мінералів на планеті. Ви можете піти копати в землю і, ймовірно, знайти частинки гематиту в багатьох областях, але вони не матимуть потенційно вражаючих властивостей hematene.

Команда з Університету Райса створила гематін, піддаючи гематиту процесові, що називається рідким фазовим відшаруванням - руду піддавали дії диметилформаміду (ДМФ). Отриманий матеріал не має жодного атома, товща якого нагадує графен, але він недалеко від товщини лише трьох атомів (кисню і заліза). Тим не менше це вважається монослоєм.

Зміна фізичної конформації цього матеріалу дала йому деякі захоплюючі властивості, які дослідники досі досліджують. Наприклад, гематен є ферромагнітним, тоді як гематиту немає. Гематен також показує великі обіцянки в фотокатазі. Фотони генерують негативні та позитивні заряди в межах кількох атомів поверхні. Спираючи hematene з масивами нанотрубок діоксиду титану, команда вважає, що фотони матимуть більш прямий шлях до поверхні. Як результат, hematene може бути більш ефективним як сонячний колектор, ніж навіть графенові клітини.

Зображення прозорого електронного мікроскопу показує двошаровий і моношаровий гематен. Він утворює випадково вирівняні аркуші після відшарування.
Зображення прозорого електронного мікроскопу показує двошаровий і моношаровий гематен. Він утворює випадково вирівняні аркуші після відшарування.

Гематен також має одну важливу перевагу перед графеном. Це проводиться разом хімічними зв'язками замість порівняно слабких взаємовідносин Ван-дер-Ваальса, які зберігають графен разом. Це означає, що він може бути використаний у більшій кількості програм, де структура графена буде порушена.

Цікаві властивості гематену призвели до того, що інші матеріали окису заліза можуть бути корисними у 2D формах. Ми могли б бути на межі отримання цілого ряду тонких матеріалів з дикими властивостями. По-перше, нам доведеться з'ясувати, чи може Хметон зробити те, що сподіваються вчені.