A) Struttura del fosforo nero (BP). B) Immagine SEM di un cristallo BP stratificato. C) Fotografia di una dispersione di FL-BP esfoliato in CHP. D-F) Immagini rappresentative al microscopio elettronico a trasmissione a bassa risoluzione (TEM) di FL-BP esfoliato in N-cicloesil-2-pirrolidone (CHP). G) Immagine TEM (STEM) di trasmissione a scansione di campo chiaro low-by-pass e H) Immagine STEM di FL-BP (esfoliata in isopropanolo) che mostra il reticolo intatto filtrato Butterworth ad alto angolo anulare scuro (HAADF). Credito:arXiv:1501.01881 [cond-mat.mes-hall]
(Phys.org)—Un team di ricercatori che lavora al Trinity College in Irlanda ha trovato un modo per produrre fosforo nero in massa, aprendo teoricamente la strada al suo utilizzo in applicazioni reali. Hanno scritto un documento che descrive la loro tecnica e lo hanno caricato sul server di prestampa arXiv .
Per molti anni, scienziati dei materiali, chimici, fisici e altri ricercatori hanno lavorato con entusiasmo per trovare un modo per creare grafene sfuso e per costringerlo ad avere una banda proibita. Finora, quel lavoro non ha portato a una svolta che permetterebbe di utilizzare il cosiddetto materiale miracoloso per molte applicazioni nel mondo reale. In questo nuovo sforzo, il team di ricerca ha spostato la propria attenzione sul fosforo nero (noto anche come fosforene) che ha molti degli stessi tratti benefici del grafene, ma attualmente ha, almeno teoricamente, un modo per indurre un gap di banda. Finora, però, produrre fosforo nero è stato fatto allo stesso modo del grafene, per esempio. l'uso di nastro adesivo per rimuovere gli strati da un campione di massa, ovviamente non è un buon modo per produrre materiale adatto per applicazioni commerciali. Ora sembra che la squadra in Irlanda abbia trovato un altro modo, uno che sia semplice, economico e consente di separare fogli di diverse dimensioni.
Per ottenere fogli di fosforo nero, il team ne ha creato prima un blocco, poi, invece di provare a strappare gli strati con del nastro adesivo, lo hanno immerso in un solvente liquido CHP e poi convogliato in onde acustiche, che serviva a staccare strati di fosforene (nanofogli) nella soluzione. Il team ha quindi filtrato i fogli utilizzando una centrifuga. Utilizzando questo metodo, il team riferisce di essere stato in grado di produrre nanofogli di fosforo nero alla rinfusa, alcuni dei quali sono spessi solo pochi strati.
I ricercatori hanno utilizzato i risultati dei loro sforzi per testare l'utilità dell'utilizzo del fosforo nero in una varietà di applicazioni, che vanno dall'aumento della forza del cloruro di polivinile, ad un rilevatore di ammoniaca. Notano che i nanofogli soffrono di un grave inconveniente:tendono a disintegrarsi in un breve periodo di tempo se esposti ad acqua o ossigeno, ma il team è ottimista sul fatto che si possano creare solventi per fornire un guscio protettivo attorno ai fogli che gli consentirà comunque di svolgere le sue utili funzioni.
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