p Dichalcogenetos de metais de transição em camadas ou TMDCs - materiais compostos de nanocamadas de metal imprensadas entre duas outras camadas de calcogênios - tornaram-se extremamente atraentes para a comunidade de pesquisa devido à sua capacidade de esfoliar em camadas simples 2-D. Semelhante ao grafeno, eles não apenas retêm algumas das propriedades únicas do material a granel, mas também demonstram comportamento semicondutor de gap direto, excelente atividade eletrocatalítica e fenômenos quânticos únicos, como ondas de densidade de carga (CDW). p Gerando TMDCs complexos de múltiplos princípios essenciais para o desenvolvimento futuro de novas gerações de quantum, eletrônico, e os materiais de conversão de energia são difíceis.

p "É relativamente simples fazer um material binário de um tipo de metal e um tipo de calcogênio, "disse o cientista sênior do Ames Laboratory, Viktor Balema." Depois de tentar adicionar mais metais ou calcogênios aos reagentes, combiná-los em uma estrutura uniforme torna-se um desafio. Acreditava-se até que a combinação de dois ou mais TMDCs binários diferentes em um material monofásico era absolutamente impossível. "

p Para superar esse obstáculo, O associado de pesquisa de pós-doutorado Ihor Hlova usou moagem de bolas e subsequente fusão reativa para combinar TMDCs como MoS ₂ , WSe ₂ , WS ₂ , TaS ₂ e NbSe ₂ . A moagem de bolas é um processo mecanoquímico capaz de esfoliar materiais em camadas em nanofolhas de uma ou poucas camadas que podem restaurar ainda mais seus arranjos em várias camadas por meio do reempilhamento.

p "O processamento mecânico trata TMDCs binários como embaralhar dois baralhos separados de cartas, disse Balema. "Eles são reordenados para formar arquiteturas 3-D-heteroestruturadas - um fenômeno sem precedentes observado pela primeira vez em nosso trabalho."

p O aquecimento das heteroestruturas 3-D resultantes os leva ao limite de sua estabilidade, reordena os átomos dentro e entre suas camadas, resultando em sólidos monofásicos que podem, por sua vez, ser esfoliados, ou descascado em camadas simples 2-D semelhantes ao grafeno, mas com os seus, propriedades ajustáveis ​​exclusivas.

p "Exame preliminar das propriedades de apenas alguns, compostos não disponíveis anteriormente, prova tão empolgante quanto os resultados sintéticos são, "acrescenta o cientista sênior e ilustre professor de ciência e engenharia de materiais do Ames Laboratory, Vitalij Pecharsky." Muito provavelmente, acabamos de abrir as portas para uma classe totalmente nova de finamente ajustáveis, matéria quântica. "