Stratificando materiali bidimensionali (2-D), scienziati come l'Università di Manchester e la Cornell University hanno confermato fenomeni elettrochimici basati su una teoria stabilita negli anni '50.

La teoria di Marcus-Hush del trasferimento di elettroni è uno dei pilastri della chimica moderna. Però, alcune previsioni, come il comportamento elettrochimico a "ultramicroelettrodi" molto piccoli è rimasto non verificato, fino ad ora.

Pubblicato in ACS Nano , un team di ricercatori con sede presso il Dipartimento di Chimica e il National Graphene Institute, sono stati in grado di fabbricare un dispositivo con un diametro di appena 5 micrometri.

Usando nitruro di boro esagonale (hBN), a volte noto come grafene bianco, lo studio mostra che, gli elettroni potrebbero passare attraverso l'hBN fungendo da barriera tra un elettrodo di grafite e molecole adatte ("coppie redox") in una soluzione liquida.

Gli ultramicroelettrodi sono elettrodi con dimensioni caratteristiche sulla scala micrometrica o sub-micrometrica. Per le loro proprietà, hanno spinto i confini dell'elettrochimica su scale di piccola lunghezza.

In questo caso, la combinazione degli ultramicroelettrodi e il tunneling attraverso hBN atomicamente piatto ha creato le condizioni perfette per rivelare peculiari discrepanze nelle proprietà elettrochimiche misurate. Queste discrepanze si sono rivelate una diretta manifestazione della teoria di Marcus-Hush del trasferimento di elettroni, in uno stupefacente accordo con previsioni teoriche non dimostrate.

Il Dr. Matej Velicky ha dichiarato:"Il momento in cui ci siamo resi conto che i nostri risultati sperimentali corrispondono perfettamente a una previsione teorica non verificata è stato esaltante, e ci ha ricordato la potenza e la bellezza del metodo scientifico"

Il professor Robert Dryfe ha affermato:"La chiave di questo esperimento risiede nella capacità di costruire materiali "di design", sovrapponendo materiali 2D su altri materiali in modo altamente controllato. Un esperimento così unico è stato concepito solo grazie alle strutture e alle competenze del National Graphene Institute".

Inoltre, questa ricerca fornisce una nuova piattaforma sperimentale, che potrebbe essere applicato per affrontare una serie di problemi scientifici come l'identificazione di meccanismi di reazione, modifica della superficie, o trasferimento di elettroni a lungo raggio, che sono processi molto importanti nella catalisi chimica, rilevamento, e biologia.