In un cristallo, le sfaccettature si riferiscono ai piani composti da diverse disposizioni di atomi. In natura, i cristalli tendono a formare una forma poliedrica a causa delle molteplici sfaccettature e realizzare una singola sfaccettatura in un cristallo è molto impegnativo. Tuttavia, in uno studio pubblicato su Advanced Powder Materials , un gruppo di ricercatori cinesi ha delineato un nuovo approccio di sintesi in grado di sintetizzare materiali 2D di grandi dimensioni con spessore atomico ed esporre contemporaneamente una singola sfaccettatura.
"La sfaccettatura esposta è fondamentale poiché determina la struttura superficiale e le proprietà dei materiali 2D", spiega il primo autore dello studio Jingwei Wang, Shuimu Scholar presso la Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University.
"In precedenza, la maggior parte dei ricercatori utilizzava metodi di chimica umida per sintetizzare nanoparticelle con sfaccettature specifiche. Tuttavia, questi campioni soffrono di una piccola area superficiale, di bassa qualità e della presenza di sfaccettature multiple che non sono adatti per studiare le proprietà identiche di una determinata sfaccettatura. "
Il team multidisciplinare di scienziati dello studio ha scoperto che l'utilizzo di un substrato di crescita simmetrico triplo, come la mica, produce cristalli MnSe 2D con una sfaccettatura (111). Al contrario, su un substrato doppiamente simmetrico come MgO (100), è possibile coltivare cristalli 2D MnSe con (100) sfaccettature. Questi fiocchi di MnSe 2D non solo mostrano superfici di ampia area a singola sfaccettatura, ma possiedono anche un'elevata cristallinità e un orientamento ordinato del dominio. Dimostrano inoltre che questi campioni sono candidati ideali per lo studio delle proprietà dipendenti dalle sfaccettature (ad esempio l'elettrocatalisi).
"Fino ad ora, rivelare la relazione tra la sfaccettatura del cristallo e le proprietà [è stato] impegnativo poiché i nanomateriali di solito espongono molteplici sfaccettature. Il nostro approccio mostra che la singola sfaccettatura può essere controllata in materiali 2D sottili atomicamente su substrati di crescita specifici", afferma Bilu Liu, l'autore corrispondente dello studio. "Ci auguriamo che i nostri risultati incoraggino gli scienziati a continuare a studiare l'ingegneria delle sfaccettature dei materiali 2D per le proprietà e le applicazioni desiderate."
Ulteriori informazioni: Jingwei Wang et al, Crescita sfaccettata di calcogenuri di manganese 2D non stratificati, Materiali in polvere avanzati (2023). DOI:10.1016/j.apmate.2023.100164
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