p Uma equipe de pesquisadores do Instituto Nacional de Grafeno da Universidade de Manchester desenvolveu um novo método para sintetizar materiais 2-D que são considerados impossíveis ou, pelo menos, inalcançáveis ​​pelas tecnologias atuais. p O grafeno foi o primeiro material bidimensional do mundo, que posteriormente abriu as portas para o isolamento de outros materiais bidimensionais.

p Grafeno e outros materiais 2-D geralmente têm uma contraparte 3-D conhecida como 'análogo em massa'. Por exemplo, o grafeno é uma única camada de átomos de carbono derivada da grafite.

p Recentemente, tem havido um interesse crescente na fabricação de materiais 2-D sintéticos que não possuem análogo em camadas em massa. Os pesquisadores começaram a olhar para materiais 2-D que não têm uma contraparte 3-D.

p Tradicionalmente, Os materiais 2-D são isolados por um processo chamado esfoliação mecânica - retirando o material a granel e esfoliando as camadas umas das outras até que uma única camada seja obtida.

p Em contraste com esses cristais em camadas, aqueles materiais que não têm estruturas em camadas são mantidos juntos por ligações covalentes entre os planos atômicos, que não permitem esfoliação mecânica.

p Conforme publicado em Nano Letras , usando conversão química, a equipe da Universidade foi capaz de converter camadas de materiais existentes em camadas em um novo material covalente bidimensional. Como um exemplo, O seleneto de índio 2-D esfoliado mecanicamente (InSe) é convertido em fluoreto de índio atomicamente fino (InF3), que tem uma estrutura sem camadas e, portanto, não pode ser obtida por esfoliação, por um processo de fluoração.

p Efetivamente, a estratégia de conversão química proposta de material 2-D nada mais é do que costurar camadas atômicas de materiais 2-D existentes por modificação química.

p O novo fluoreto de índio 2-D obtido é um semicondutor, exibindo alta transparência óptica nas faixas espectrais do visível e infravermelho e poderia ser usado como um vidro 2-D.

p O professor Rahul Nair do Instituto Nacional de Grafeno e Departamento de Engenharia Química e Ciência Analítica que liderou a equipe disse:"A modificação química de materiais provou ser uma ferramenta poderosa para obter novos materiais com propriedades desejadas e frequentemente incomuns. Ainda há mais trabalho a ser realizado para entender a conversão química de materiais 2-D em escala atômica, incluindo efeitos de orientação relativa e sinergia entre camadas atômicas individuais em sua reatividade química. Acreditamos que nosso trabalho proporciona um avanço significativo na ciência dos materiais e é um marco claro no desenvolvimento de materiais 2-D artificiais. "

p Vishnu Sreepal, que liderou os experimentos e o autor principal deste artigo disse:"Nosso trabalho demonstra claramente a possibilidade de criar materiais covalentes 2-D artificiais. O processo é controlável, fácil de executar e muito eficaz. Ao controlar com precisão a espessura das camadas 2-D iniciais, a espessura dos novos materiais 2-D covalentes pode ser controlada com uma precisão em escala atômica. O novo material 2-D covalente também pode ser dopado de forma controlada com dopantes ".

p "Também demonstramos a escalabilidade de nossa abordagem por conversão química de grandes áreas, finos filmes InSe em filmes InF3. "Além disso, a equipe prevê que essa conversão química pode ser estendida a heteroestruturas de van der Waals para obter sólidos heterocovalentes artificiais.

p Ao colocar átomos em camadas em uma sequência precisamente escolhida, conhecida como heteroestruturas, podem ser criados materiais de design com certas características que não ocorrem naturalmente e oferecem qualidades específicas. Os pesquisadores montam esses novos materiais em sequências relevantes para a aplicação pretendida, em um processo semelhante ao empilhamento de tijolos de Lego. Ao demonstrar a possibilidade de sólidos covalentes 2-D, os pesquisadores agora têm mais 'legos' em seu playground para criar novos materiais com propriedades personalizadas.