Penyelidik Membina Nanowire 2D Pertama untuk Telefon dan Panel Suria Masa Depan

Pada tahun 2004, sepasang penyelidik di University of Manchester di UK sedang mengembara pada malam Jumaat dengan melakukan versi berteknologi tinggi yang lebih sedikit daripada menggunakan pita Scotch untuk mengupas lapisan teratas dari serpihan grafit. Apa yang akan membazir masa untuk orang lain akhirnya memenangi mereka Hadiah Nobel dalam Fizik, kerana mereka mengupas banyak lapisan yang mereka tinggalkan dengan bahan yang hanya sedikit tebal atom. Ini adalah graphene, bahan dua dimensi pertama di dunia.

Dalam tempoh 13 tahun sejak itu, para penyelidik telah mencuba untuk mengetahui bagaimana untuk memanfaatkan bahan-bahan 2D ini dan lain-lain untuk generasi elektronika yang seterusnya, dengan berkesan menghapuskan isu bagaimana untuk menjimatkan ruang dalam segalanya dari telefon ke panel solar. Masalahnya adalah bahawa ia tidak mencukupi untuk membuat sesuatu 2D; ia perlu disatukan pelbagai bahan-bahan sedemikian dalam satah-satah atom yang sama, mewujudkan apa yang dikenali sebagai nanowire.

Dalam kertas yang diterbitkan pada Isnin Bahan Alam, satu pasukan penyelidik antarabangsa memperincikan langkah besar ke hadapan yang mereka ambil ke arah mewujudkan wayar terkecil yang diketahui oleh manusia. Ia adalah satu perkembangan yang membuka pintu untuk membenamkan panel solar ultra-nipis atau skrin LED ke permukaan seperti pakaian atau kaca.

Para penyelidik dari King Abdullah University di Arab Saudi, Cornell University, Massachusetts Institute of Technology, dan Academia Sinica menerangkan bagaimana mereka dapat menjalankan dawai, yang terbuat dari molibdenum disulfida, yang hanya sedikit diameter atom, melalui tungsten diselenide, bahan yang digunakan untuk sel solar fleksibel.

Bekerja dengan bahan-bahan yang hanya beberapa diameter diameter cukup sukar, tetapi belajar bagaimana untuk menggabungkan bahan-bahan ini bersama-sama dan mengekalkan sifat mereka adalah satu proses yang mempunyai ahli-ahli sains rumit. Para penulis kertas ini terperinci bagaimana mereka dapat membuat nanowires dari bahan yang kebanyakannya digunakan sebagai pelincir industri dengan harapan menggalakkan pemasangan komponen elektronik berskala atom.

"Pembuatan bahan 2D baru masih menjadi cabaran," kata Markus Buehler, seorang profesor kejuruteraan di MIT, dalam satu kenyataan. "Penemuan mekanisme yang mana struktur material yang diinginkan dapat dibuat adalah kunci untuk menggerakkan bahan-bahan ini ke arah aplikasi. Dalam proses ini, kerja simulasi dan eksperimen bersama adalah penting untuk membuat kemajuan, terutamanya menggunakan model bahan-bahan peringkat molekul yang membolehkan arah reka bentuk baru."

Ukuran dan fleksibilitas Graphene telah memperoleh reputasi sebagai blok bangunan masa depan, dan penyelidikan ini adalah kemajuan yang paling namun untuk menyelesaikan masalah bagaimana menempatkan banyak nanomaterial bersama-sama dalam pesawat yang sama.

Kelebihan nanotech 2D ini adalah bahawa ia sangat kuat dan bertindak sebagai web yang tidak kelihatan yang arus elektrik dapat dilalui. Hampir mana-mana permukaan boleh disalut dengan bahan, membolehkan ia membuat elektronik lebih banyak dari mana-mana.

Mampu mengeluarkan bahan 2D secara massal akan menghantarkan era baru skrin ringan dan sel suria yang boleh ditanam hampir di mana saja - menjadikan idea skrin pada lengan mantel anda lebih realiti daripada impian paip sci-fi.

Jika anda suka artikel ini, lihat video ini tentang graphene 3D.