En 1884, Edwin Abbott escribió la novela Flatland: A Romance in Many Dimensions como una sátira de la jerarquía victoriana. Imaginó un mundo que existía solo en dos dimensiones, donde los seres son figuras geométricas en 2D. La física de tal mundo esalgo similar al de los materiales 2D modernos, como el grafeno y los dicalcogenuros de metales de transición, que incluyen disulfuro de tungsteno WS2, diselenuro de tungsteno WSe2, disulfuro de molibdeno MoS2 y diselenuro de molibdeno MoSe2.
Los materiales 2D modernos consisten en capas de un solo átomo, donde los electrones pueden moverse en dos dimensiones pero su movimiento en la tercera dimensión está restringido. Debido a esta 'compresión', los materiales 2D tienen propiedades ópticas y electrónicas mejoradas que prometen ser muy prometedoras.-generación, dispositivos ultrafinos en los campos de energía, comunicaciones, imagen y computación cuántica, entre otros.
Por lo general, para todas estas aplicaciones, los materiales 2D se visualizan en arreglos planos. Sin embargo, desafortunadamente, la resistencia de estos materiales también es su mayor debilidad: son extremadamente delgados. Esto significa que cuando están iluminados, la luzpuede interactuar con ellos solo en un espesor mínimo, lo que limita su utilidad. Para superar esta deficiencia, los investigadores están comenzando a buscar nuevas formas de doblar los materiales 2D en formas 3D complejas.
En nuestro universo 3D, los materiales 2D se pueden colocar uno encima del otro. Para extender la metáfora de Flatland, tal disposición representaría literalmente mundos paralelos habitados por personas que están destinadas a no conocerse nunca.
Ahora, los científicos del Departamento de Física de la Universidad de Bath en el Reino Unido han encontrado una manera de organizar hojas 2D de WS2 creadas previamente en su laboratorio en una configuración 3D, lo que da como resultado un panorama energético que se modifica fuertemente cuandocomparado con el de las hojas WS2 de colocación plana. Esta disposición 3D en particular se conoce como una 'nanomeh': una red enredada de pilas densamente empaquetadas y distribuidas al azar, que contienen hojas WS2 retorcidas y / o fusionadas.
Modificaciones de este tipo en Flatland permitirían a las personas entrar en los mundos de los demás. "No nos propusimos angustiar a los habitantes de Flatland", dijo el profesor Ventsislav Valev, quien dirigió la investigación, "pero debido a los muchos defectos queNosotros diseñamos nanoingeniería en los materiales 2D, estos habitantes hipotéticos encontrarían su mundo bastante extraño en verdad.
"Primero, nuestras láminas WS2 tienen dimensiones finitas con bordes irregulares, por lo que su mundo tendría un extremo de forma extraña. Además, algunos de los átomos de azufre han sido reemplazados por oxígeno, lo que se sentiría mal para cualquier habitante. Lo más importante,nuestras láminas se cruzan y fusionan, e incluso se tuercen una encima de la otra, lo que modifica el paisaje energético de los materiales. Para los habitantes de Flatlan, tal efecto parecería que las leyes del universo hubieran cambiado repentinamente en todo su paisaje ".
La Dra. Adelina Ilie, quien desarrolló el nuevo material junto con su ex estudiante de doctorado y postdoctorado Zichen Liu, dijo: "El panorama de energía modificada es un punto clave para nuestro estudio. Es una prueba de que ensamblar materiales 2D en una disposición 3Dno solo da como resultado materiales 2D 'más gruesos', sino que produce materiales completamente nuevos. Nuestra nanomedura es tecnológicamente simple de producir y ofrece propiedades de material ajustables para satisfacer las demandas de aplicaciones futuras ".
El profesor Valev agregó: "La nanomastilla tiene propiedades ópticas no lineales muy fuertes; convierte de manera eficiente un color láser en otro en una amplia paleta de colores. Nuestro próximo objetivo es usarlo en guías de ondas de Si para desarrollar comunicaciones ópticas cuánticas".
El estudiante de doctorado Alexander Murphy, también involucrado en la investigación, dijo: "Con el fin de revelar el panorama energético modificado, ideamos nuevos métodos de caracterización y espero aplicarlos a otros materiales. ¿Quién sabe qué más podríamos descubrir?"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bath . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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