Gli scienziati dell'Ames Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti hanno scoperto un nuovo processo per rivestire il metallo sotto un singolo strato di grafite che potrebbe portare a proprietà nuove e meglio controllate per questi tipi di materiali.

Il grafene, grafite bidimensionale, è stato prodotto per la prima volta nel 2004, e poiché gli elettroni si muovono rapidamente lungo la sua superficie, mantiene grandi promesse come materiale utile in applicazioni diverse come l'informatica quantistica, celle solari, catalisi, e percependo. Affinché il grafene sia all'altezza di tale potenziale, la scienza delle scoperte fondamentali presso l'Ames Laboratory sta lavorando per padroneggiare il suo assemblaggio in combinazione con altri materiali:un complicato, delicato processo eseguito in ambienti di laboratorio ad ultra alto vuoto su scala atomica.

I ricercatori hanno incapsulato il disprosio, un metallo magnetico delle terre rare, bombardando lo strato superiore di grafite sfusa con ioni per creare difetti sulla sua superficie, seguito da deposizione ad alta temperatura del metallo. Ha provocato "mesas" o isole di disprosio sotto un singolo strato di grafene. Le formazioni sono significativamente diverse da qualsiasi cosa gli esperti di materiali bidimensionali del Laboratorio abbiano mai visto.

"È risaputo che alcuni metalli possono essere incorporati tra strati di grafite sfusi, " ha affermato l'assistente di ricerca Ann Lii-Rosales. "Ma questi mesa si formano solo sulla superficie superiore della grafite, e sono metallo puro composto da multistrati, che è un primo. Le proprietà combinate del metallo più grafene possono essere molto diverse da altre, materiali precedentemente prodotti. È qualcosa che stiamo esplorando ora".

I ricercatori sono stati anche in grado di ottenere le stesse formazioni simili a mesa con due metalli di transizione, rutenio e rame.

"Ciò suggerisce che abbiamo una ricetta molto adattabile per produrre questo tipo di materiale di superficie, che rende la sua scoperta molto eccitante in termini di potenziali applicazioni, "ha detto Pat Thiel, uno scienziato del laboratorio Ames e illustre professore di chimica e scienza e ingegneria dei materiali presso la Iowa State University. "Se possiamo controllare il processo in modo da poter modellare deliberatamente la formazione di queste piccole lastre di metallo, forse possiamo sfruttare e controllare le loro proprietà magnetiche ed elettroniche."

La ricerca è ulteriormente discussa nel documento "Defect-mediated, incapsulamento termoattivato dei metalli sulla superficie della grafite, "pubblicato sulla rivista Carbonio .