Из нанопузырьков в слоях графена и других 2D-материалов можно извлечь пользу

 

Если вам нужно изучить какое-либо вещество в очень маленьком объеме (от 1 кубического микрометра до нескольких кубических нанометров), поместите его между слоями графена или других двумерных материалов, гексагонального нитрида бора (hBN) или дихалькогенидов переходных металлов. Веществу там будет тесновато, и оно слегка раздвинет графеновые слои, благо связанны они слабыми ван-дер-ваальсовыми силами. Верхний слой вздуется, словно краска на кузове авто, и образуется так называемый нанопузырек, который уже можно изучить методами просвечивающей электронной и атомно-силовой микроскопии.

А дальше вам не обойтись без помощи ребят из Центра проектирования, производственных технологий и материалов Сколтеха. Они разработали численную модель нанопузырька, которая предсказывает его форму, а заодно описывает молекулярное строение вещества, захваченного пузырьком. Вот что об этом говорит один из разработчиков, старший научный сотрудник Тимур Аслямов:

«Наши новые результаты посвящены описанию специфической формы плоских нанопузырьков, которая проявляется только при субнанометровых масштабах. Мы обнаружили, что вертикальный размер таких наноструктур может принимать только дискретные значения, кратные размеру молекул захваченного вещества. Кроме того, разработанная модель предлагает способы изменения размеров нанопузырьков, управляя температурой системы и физико-химическими параметрами материалов».

При исследовании веществ в нанопузырьках будьте готовы к неожиданностям. Например, вода в таких условиях на порядок понижает свою диэлектрическую проницаемость и начинает выжигать поверхность алмазной подложки, что для нее абсолютно не характерно в нормальных условиях. А жидкий при аналогичном давлении и в большом объеме Аргон, находясь в совсем маленьких нанопузырьках радиусом до 50 нм способен превращаться в кристалл.

В общем из нанопузырьков в слоях графена и других 2D-материалов можно извлечь пользу. Хотя чаще всего они воспринимаются как досадные дефекты.

«С практической точки зрения, пузырьки в ван-дер-ваальсовых структурах чаще всего являются технологическим дефектом, и в большинстве случаев экспериментаторы хотят от них избавиться. С другой стороны, сами пузырьки создают деформацию, что может быть использовано в устройствах стрейнтроники (от англ. strain – деформация): влияние деформации на электронную структуру может быть использовано для создания практических устройств, например транзисторов, элементов логики и памяти ПЗУ», – сказал старший научный сотрудник Сколтеха Петр Жиляев.

Подробности:
https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5138687
https://www.skoltech.ru/2020/04/vnutri-nanopuzyrkov-veshhestva-proyavlyayut-neobychnye-svojstva/

Спасибо за Ваше обращение
Мы ответим Вам в течение 24 часов
Спасибо
Ждите новостей