Os átomos se unem por meio do compartilhamento de elétrons. A maneira como isso acontece depende dos tipos de átomos, mas também de condições como temperatura e pressão. Em materiais bidimensionais (2D), como o grafeno, os átomos se unem ao longo de um plano para formar estruturas com apenas um átomo de espessura, o que leva a propriedades fascinantes determinadas pela mecânica quântica. Pesquisadores da Universidade de Viena, em colaboração com as Universidades de Tübingen, Antuérpia e CY Cergy Paris, juntamente com a Danubia NanoTech, produziram um novo material 2D feito de átomos de cobre e iodo entre duas folhas de grafeno. Os resultados foram publicados na revista Advanced Materials .
O projeto de novos materiais permite melhorar a eficiência de aplicações conhecidas ou aplicações totalmente novas que estavam fora do alcance dos materiais existentes anteriormente. De fato, dezenas de milhares de materiais convencionais, como metais e suas ligas, foram identificados nos últimos cem anos. Um número semelhante de materiais 2D possíveis foi previsto, mas até agora, apenas uma fração deles foi produzida em experimentos. Uma razão para isso é a instabilidade de muitos desses materiais em condições de laboratório.

No estudo recente, os pesquisadores sintetizaram iodeto cuproso 2D que foi estabilizado em um sanduíche de grafeno, como o primeiro exemplo de um material que não existe em condições normais de laboratório. A síntese utiliza o grande espaçamento entre camadas de multicamadas de grafeno oxidado, o que permite que átomos de iodo e cobre se difundam na lacuna e cresçam o novo material. As camadas de grafeno aqui têm um papel importante impondo uma alta pressão sobre o material sanduíche que assim se estabiliza. A estrutura sanduíche resultante é mostrada na ilustração.

"Como sempre, quando vimos o novo material em nossas imagens de microscopia pela primeira vez, foi uma surpresa", diz Kimmo Mustonen, principal autor do estudo. "Demoramos um bom tempo para descobrir qual era exatamente a estrutura. Isso nos permitiu, juntamente com a empresa Danubia NanoTech, liderada por Viera Skákalová, projetar um processo químico para produzi-la em grande escala", continua. Compreender a estrutura foi um esforço conjunto de cientistas das Universidades de Viena, Tübingen, Antuérpia e CY Cergy Paris. "Tivemos que usar várias técnicas de microscopia eletrônica para ter certeza de que estávamos realmente vendo uma monocamada de cobre e iodo e extrair as posições exatas dos átomos em 3D, incluindo os métodos mais recentes que desenvolvemos recentemente", acrescenta o segundo autor principal, Christoph Hofer. .

Seguindo o iodeto de cobre 2D, os pesquisadores já expandiram o método de síntese para produzir outros novos materiais 2D. "O método parece ser verdadeiramente universal, fornecendo acesso a dezenas de novos materiais 2D. Estes são tempos realmente emocionantes", conclui Kimmo Mustonen. + Explorar mais

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