I materiali bidimensionali come il grafene possono avere solo uno o due atomi di spessore, ma sono pronti per alimentare l'elettronica flessibile, rivoluzionare i compositi e persino pulire la nostra acqua.

Però, essere così sottile ha un prezzo:le proprietà funzionali da cui dipendiamo cambieranno se il materiale viene contaminato.

Per fortuna, molti materiali 2-D esibiscono il "fenomeno autopulente", significato quando diversi materiali 2D vengono premuti insieme, le molecole vaganti dall'aria e dal laboratorio vengono espulse lasciando ampie aree libere da impurità.

Dall'isolamento del grafene nel 2004 sono stati scoperti tutta una serie di altri materiali 2-D, ciascuno con una gamma di proprietà diverse.

Quando si combinano grafene e altri materiali 2-D, il potenziale di questi nuovi materiali prende vita.

La stratificazione di pile di materiali 2-D in una sequenza scelta con precisione può produrre nuovi materiali chiamati eterostrutture che possono essere messi a punto per raggiungere uno scopo specifico (da LED, alla depurazione dell'acqua, all'elettronica ad alta velocità).

Queste regioni piatte hanno prodotto alcuni dei fisici più affascinanti del nostro tempo. Ora, l'ipotesi che queste aree siano completamente pulite è sotto esame.

Scrivendo in Nano lettere un team di ricercatori del National Graphene Institute dell'Università di Manchester ha dimostrato che anche il gas all'interno del quale sono assemblati gli stack di materiale 2-D può influenzare la struttura e le proprietà dei materiali.

Hanno scoperto che per una classe di materiali 2-D chiamati dicalcogenuri dei metalli di transizione (TMDC), alcuni avevano un divario molto grande tra loro e il loro vicino; una distanza non spiegata dai calcoli teorici fatti dal professor Katsnelson e dal dottor Rudenko alla Radboud University, Olanda.

Tutte queste osservazioni sembravano indicare la presenza di impurità tra i materiali 2-D. A conferma di ciò, I materiali 2-D sono stati impilati in un'atmosfera di gas Argon puro utilizzando una camera sigillata (nota come glove-box) in cui l'ambiente può essere completamente controllato.

Dove in precedenza lo stesso materiale aveva creato grandi divari tra vicini, questa volta ha fornito distanze corrispondenti a quelle previste dalla teoria per un'interfaccia pulita e priva di impurità.

Dottor Aidan Rooney, che ha ripreso le strutture utilizzando la microscopia elettronica ad alta risoluzione, spiegato:

"Da una vista laterale di queste strutture a sandwich possiamo vedere come questi materiali unici si uniscono e scoprire nuovi segreti che in precedenza ci eravamo sfuggiti".

Dottoressa Sarah Haigh, che ha guidato il team di ricercatori che ha svolto questo lavoro ha dichiarato:

"Questo tipo di informazioni sta cambiando il modo in cui costruiamo dispositivi come LED e sensori da materiali 2-D. Si sapeva che le proprietà di questi dispositivi dipendono fortemente da come e dove li produciamo, e per la prima volta abbiamo osservato il perché."

Le conseguenze di questa scoperta avranno un impatto diretto sul modo in cui realizziamo dispositivi al grafene per applicazioni future, dimostrando che anche l'ambiente all'interno del quale vengono assemblati gli stack di materiale 2-D influisce sulla struttura e sulle proprietà atomiche.