Questa immagine di una "lumaca" di metallo liquido e la sua chiara "scia" spessa come un atomo mostrano la svolta in azione. Quando disciolto in un nucleo di metallo liquido, alcuni metalli lasciano questo strato trasparente del loro ossido, che non è più spesso di pochi atomi e può essere staccato toccando o rotolando. Credito:Università RMIT
Ricercatori della RMIT University di Melbourne, Australia, hanno usato il metallo liquido per creare materiali bidimensionali non più spessi di pochi atomi che non sono mai stati visti prima in natura.
L'incredibile svolta non solo rivoluzionerà il nostro modo di fare chimica, ma potrebbe essere applicata per migliorare l'archiviazione dei dati e rendere l'elettronica più veloce. La scoperta "una volta ogni decennio" è stata pubblicata in Scienza .
I ricercatori dissolvono i metalli nel metallo liquido per creare strati di ossido molto sottili, che in precedenza non esistevano come strutture stratificate e che si staccano facilmente.
Una volta estratto, questi strati di ossido possono essere utilizzati come componenti di transistor nell'elettronica moderna. Più sottile è lo strato di ossido, più veloce è l'elettronica. Strati di ossido più sottili significano anche che l'elettronica ha bisogno di meno energia. Tra l'altro, strati di ossido vengono utilizzati per realizzare i touch screen sugli smartphone.
La ricerca è guidata dal professor Kourosh Kalantar-zadeh e dal dottor Torben Daeneke della School of Engineering di RMIT, che con gli studenti hanno sperimentato il metodo negli ultimi 18 mesi.
"Quando scrivi con una matita, la grafite lascia scaglie molto sottili chiamate grafene, che possono essere facilmente estratti perché sono strutture stratificate naturali, " disse Daeneke. "Ma cosa succede se questi materiali non esistono naturalmente?
"Qui abbiamo trovato uno straordinario, metodo ancora molto semplice per creare scaglie atomicamente sottili di materiali che non esistono naturalmente come strutture a strati.
"Utilizziamo leghe non tossiche di gallio (un metallo simile all'alluminio) come mezzo di reazione per coprire la superficie del metallo liquido con strati di ossido atomicamente sottili del metallo aggiunto piuttosto che con l'ossido di gallio naturale.
"Questo strato di ossido può quindi essere esfoliato semplicemente toccando il metallo liquido con una superficie liscia. Quantità maggiori di questi strati atomicamente sottili possono essere prodotte iniettando aria nel metallo liquido, in un processo simile alla schiuma di latte quando si fa un cappuccino."
È un processo così economico e semplice che potrebbe essere eseguito su un fornello da cucina da un non scienziato.
"Potrei dare queste istruzioni a mia madre, e lei sarebbe in grado di farlo a casa, " disse Daeneke.
Le goccioline di metallo non lasciano uno strato sottile di pelle di ossido sulla superficie, se questa pelle di ossido viene disciolta in una base alcalina o in un acido. Credito:Università RMIT
Il professor Kourosh Kalantar-zadeh ha affermato che la scoperta ora mette a portata di mano materiali di ossido sottile inediti, con profonde implicazioni per le tecnologie future.
"Prevediamo che la tecnologia sviluppata si applica a circa un terzo della tavola periodica. Molti di questi ossidi atomicamente sottili sono materiali semiconduttori o dielettrici.
"I componenti semiconduttori e dielettrici sono alla base degli odierni dispositivi elettronici e ottici. Si prevede che lavorare con componenti atomicamente sottili porterà a una migliore, elettronica più efficiente dal punto di vista energetico. Questa capacità tecnologica non è mai stata accessibile prima".
La svolta potrebbe essere applicata anche alla catalisi, alla base della moderna industria chimica, rimodellando il modo in cui produciamo tutti i prodotti chimici, compresi i medicinali, fertilizzanti e plastica.
