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Los materiales bidimensionales como el grafeno exhiben propiedades fascinantes como una resistencia excepcional, superconductividad y fenómenos cuánticos exóticos.
Investigadores del Forschungszentrum Jülich, junto con empleados del Instituto Indio de Tecnología de Patna y de la Universidad australiana de Newcastle, han producido un material único de este tipo que tiene carácter metálico. Está formado por una sola capa de átomos de molibdeno y también se denomina “molibdeno”.
Los investigadores lograron crear una capa delgada de metal molibdeno que tiene solo un espesor de una capa atómica. Esto significa que el nuevo material es tan delgado como el grafeno, probablemente el material 2D más conocido.
Este último está hecho de carbono y fue aislado por primera vez en 2004. El avance atrajo una gran atención porque el grafeno conduce la electricidad y el calor mucho mejor que el cobre y es cientos de veces más resistente que el acero.
Al mismo tiempo, tiene un peso y una flexibilidad notables. Debido a su estructura 2D única, el grafeno también exhibe algunas propiedades electromagnéticas no convencionales que tienen el potencial de impulsar avances revolucionarios en la tecnología cuántica.
En los últimos años se han introducido otros materiales 2D como el germaneno o el fósforo. Al igual que el molibdeno, sólo tienen algunas propiedades destacadas, mientras que este último se diferencia de otros materiales 2D en algunos detalles.
Muchos materiales 2D son sensibles al calor, pero el molibdeno no. Además, este es el primer material metálico 2D en el que se podrían crear capas independientes..
Ilia Valov, Profesora, Instituto Peter Grünberg (PGI-7), Centro de Investigación Jülich
Los científicos produjeron el nuevo material 2D utilizando un microondas en el que calentaron una mezcla de sulfuro de molibdeno (MoS).2) y grafeno para el recocido a una temperatura de casi 3000 °C.
En una reacción impulsada por el campo eléctrico de microondas, se crearon estructuras capilares finamente ramificadas en las que se pudieron descubrir las capas cónicas de molibdeno.
En las pruebas iniciales, los investigadores ya observaron varias propiedades valiosas.
El molibdeno es mecánicamente extremadamente estable. Por ejemplo, podría utilizarse como revestimiento de electrodos para hacer que las baterías sean aún más potentes y robustas..
Ilia Valov, Profesora, Instituto Peter Grünberg (PGI-7), Centro de Investigación Jülich
Los científicos creen que el material tiene propiedades electrónicas exóticas adicionales similares a las del grafeno debido a su estructura bidimensional única. Debido a su naturaleza metálica, también está formado por electrones que se mueven libremente.
Estos albergan molibdeno en ambos lados, lo que convierte al material en un candidato intrigante como catalizador para acelerar reacciones químicas.
En colaboración con el Instituto Indio de Tecnología de Patna y la Universidad australiana de Newcastle, los científicos pudieron desarrollar una aplicación científica práctica para el molibdeno.
Debido a su estabilidad y excelente conductividad térmica y eléctrica, es ideal como punta de cuantificación para espectroscopia RAMAN de superficie mejorada (SERS) y microscopía de fuerza atómica (AFM).
Las imágenes de muestra iniciales muestran que el molibdeno ofrece varias ventajas sobre los materiales de punta sólida y puede ofrecer una protección particularmente buena contra señales de interferencia no deseadas debido a su forma delgada y plana.
Referencia de revista
Sahu, TK, et al. (2023) Síntesis de microondas de molibdeno a partir de MoS.2. Nanotecnología de la naturaleza. doi.org/10.1038/s41565-023-01484-2.
Fuente: https://www.fz-juelich.de/de
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