Se avete lettu storii nantu à a ricerca quantistica ultimamente, in Columbia News o in altrò, pudete avè intesu u terminu Materiali 2D o bidimensionali.
Un'illustrazione di a struttura atomica di u grafene, una forma di carbonu 2D ultra-forte.
In ghjennaghju, i chimichi di Columbia anu publicatu un studiu nantu à u primu fermione pesante 2D, una classa di materiale cù elettroni assai pisanti. In u Novembre, a Scola di Ingegneria hà publicatu una storia nantu à "Laser-Driving un Material 2D." È prima di l'annu passatu, circadori trovu tramindui superconductivity è ferroelectricity in u listessu materiale 2D. A lista cuntinueghja.
Allora, chì sò i materiali 2D è perchè i scientisti sò cusì interessati?
I materiali bidimensionali sò solu ciò chì sonanu: Materiali chì sò solu 1 o 2 atomi grossi ma più largu in ogni altra direzzione. Spessu i materiali 2D chì i scientisti travaglianu sò uni pochi di micrometri quadrati grande - invisibili à l'occhiu nudu, ma visibili cù u tipu di microscopiu chì pudete avè usatu in i corsi di scienza di u liceu. I materiali 2D chì i scientisti travaglianu sò una mistura di materiali naturali, cum'è u grafene, una forma di carbone ultra-forte scupertu in Columbia in u 2004, è materiali sintetizzati in laboratori, cum'è CeSil, un cristallu assemblatu prima in Columbia l'annu passatu. cumpostu di cerium, siliciu è iodu. Sti materiali sò generalmente cuminciati cum'è tridimensionale, è i scientisti li sbuccianu à duie dimensioni per fà esperimenti nantu à elli è scopre chì proprietà fisiche, cum'è superconduttività or magnetismu, Puderia emerge quandu i materiali sò atomu-piatti. I scientisti travaglianu per sviluppà novi modi per fà materiali 2D da zero, senza avè bisognu di sbuccialli da 3D, ma a qualità di questi hè sempre imperfetta.
Parechje cose facenu i materiali 2D interessanti, ma una primariu hè chì limitanu i modi chì e particelle cum'è l'elettroni ponu spustà in elli. U chimicu di Columbia Xavier Roy utilizatu una analogia di trafficu per spiegà:
"Pensate cusì cusì: Se avemu avutu vitture volanti chì puderanu viaghjà in u spaziu tridimensionale, sariamu capace di riduce a maiò parte di u trafficu in New York. Ma postu chì e nostre vitture attuali ponu viaghjà solu in duie dimensioni, finiscemu cù enormi trafficu in Times Square ", hà dettu Roy in una entrevista recente.
"A listessa cosa succede per l'elettroni quandu passemu da 3D à 2D, ma in u nostru casu, u "trafficu" trà l'elettroni hè benefica! Siccomu sti interazzioni elettroni-elettroni diventanu più forti, pudemu cambià cumplettamente e proprietà di un materiale. Per esempiu, cum'è u grossu di i materiali fermioni pesanti 3D hè ridutta (vale à dì chì diventanu più 2D), ponu passà da esse magneticu à superconduttivu ".
I materiali bidimensionali ponu ancu esse adattati relativamente facilmente: Impilà li cù anguli ligeri trà e strati, applicà forze cum'è campi elettrici è campi magnetichi, è strainendu i materiali torcendu o applicà pressione per elli ponu cambià e so proprietà. Pigliate solu un esempiu: Impilendu solu dui fogli di un materiale chjamatu diselenidu di tungstenu unu sopra l'altru, torcenduli, è aghjunghjendu o sguassate a carica elettrica, u materiale. pò passà da un metale chì conduce l'electricità à un insulatore chì blocca l'electricità è torna torna.
I scientisti sò ancu entusiasmati da l'usi putenziali di i materiali 2D in a tecnulugia, chì i scientisti spessu si chjamanu "applicazioni".
I materiali bidimensionali prubabilmente ghjucanu un rolu vitale in a prossima generazione di l'elettronica, cumprese l'urdinatori quantistici ancora in sviluppu. Perchè? In gran parte, perchè i materiali 2D sò ultra-picculi cù proprietà uniche è cuntrullabili (cum'è a superconductività), è a tecnulugia hè sempre à a caccia di qualcosa chì pò ottene risultati più rapidamente, più efficaci, è utilizendu menu spaziu.
Source: Columbia University
