Во многих востребованных направлениях прогресс определяется новыми материалами, а иногда их появление может спровоцировать настоящий прорыв. Исследователи из одного из подразделений Университета Тулейна (Новый Орлеан, США) достигли определенных результатов в работе над новыми перспективными материалами. Это 2D-материалы, которые могут получить недостижимые сегодня возможности. На их основе могут быть созданы аккумуляторные батареи значительной емкости и широкая линейка другой потребительской электроники. Исследования в этой многообещающей отрасли проводились под руководством доцента кафедры инженерной физики Майкла Нагиба.
Наука знает немало двухмерных материалов. Они характерны тем, что их толщина не превышает одного нанометра (одной тысячной доли миллиметра), а вот боковые габариты больше толщины в тысячи раз. Предлагаемая ими плоскостность обуславливает важные качества, которые ученые видят как безусловные преимущества перед сыпучими наноматериалами. Согласно принятой у физиков и материаловедов терминологии, семейство новых материалов получило название карбохалькогениды переходных металлов. Эти двухмерные материалы сочетают в себе лучшие свойства двух других групп наноматериалов — дихалькогенидов переходных металлов и карбидов переходных металлов.
По словам научного руководителя исследования, дихалькогениды переходных металлов могут рассматриваться как перспективная основа для создания различный устройств хранения и преобразования электрохимической энергии. Однако, есть и определенные сложности, которые заключатся в том, что они имеют сравнительно небольшую электропроводность и недостаточно стабильны. Этих недостатков лишены карбиды переходных металлов. Объединив свойства этих материалов, инженеры рассчитывают получить уникальный 2D-материал, имеющий большой потенциал применения в таких устройствах, как суперконденсаторы и батареи, датчики и электроника, элементы систем катализа.
Подход ученых вполне рационален. Но им пришлось потратить немало времени и сил на то, чтобы разработать отлаженную технологию синтеза новых 2D-материалов. Научная группа Нагиба предлагает использовать электрохимическое отшелушивание при помощи введения ионов лития. Для успешного завершения процесса требуется обязательное перемешивание полученного вещества в воде. Исследователи сообщают, что эти процессы сравнительно просты и малозатратны, а при необходимости их можно легко масштабировать.
