Azkenaldian ikerketa kuantikoari buruzko istoriorik irakurri baduzu, Columbia News-en edo beste nonbait, baliteke terminoa entzun izana 2D edo bi dimentsioko materialak.
Grafenoaren egitura atomikoaren ilustrazioa, 2D karbono ultra-sendoaren forma bat.
Urtarrilean, Columbiako kimikariek lehenengoari buruzko ikerketa bat argitaratu zuten 2D fermioi astuna, elektroi oso astunak dituen material klase bat. Azaroan Ingeniaritza eskolak ipuin bat argitaratu zuen “Laser-gidatzea 2D material bat”. Eta iazko hasieran, ikertzaileek supereroankortasuna eta ferroelektrizitatea aurkitu zituzten 2D material berean. Zerrenda aurrera doa.
Beraz, zer dira 2D materialak eta zergatik daude hain interesatzen zientzialariei?
Bi dimentsioko materialak soinua duten bezalakoak dira: 1 edo 2 atomo lodi baina zabalagoak diren materialak beste norabide guztietan. Askotan zientzialariek lan egiten duten 2Dko materialak mikrometro karratu batzuk izaten dituzte, begi hutsez ikusezinak, baina batxilergoko zientzia-eskoletan erabiliko zenituen mikroskopio-motarekin ikusgai. Zientzialariek lan egiten duten 2D materialak naturan sortzen diren materialen nahasketa bat dira, adibidez, grafenoa, Columbian 2004an aurkitutako karbono ultra-sendoa, eta laborategietan sintetizatutako materialen, CeSil, iaz Columbian lehen aldiz muntatutako kristala, esaterako. zerioz, silizioz eta iodoz osatua. Material hauek normalean hiru dimentsiotan hasten dira, eta zientzialariek bi dimentsiotan txikitzen dituzte haiekin esperimentuak egiteko eta zer propietate fisikoak jakiteko, adibidez. supereroankortasuna or magnetismoa, materialak atomo lauak direnean ager daitezke. Zientzialariak 2D materialak hutsetik egiteko modu berriak garatzen ari dira, 3Dtik kendu beharrik gabe, baina hauen kalitatea ez da oraindik perfektua.
Gauza askok 2D materialak interesgarriak egiten dituzte, baina lehen bat elektroiak bezalako partikulek haien barruan mugitzeko moduak mugatzen dituztela da. Xavier Roy Columbiako kimikaria trafikoaren analogia erabili zuen azaltzeko:
«Pentsa ezazu horrela: hiru dimentsioko espazioan bidaiatu dezaketen auto hegalariak izango bagenitu, New Yorkeko trafiko gehiena murriztuko genuke. Baina gure egungo autoek bi dimentsiotan soilik bidaiatu dezaketenez, Times Square-n auto-ilarak handiak izaten ditugu", esan zuen Royk duela gutxi elkarrizketa batean.
«3Dtik 2Dra pasatzen garenean elektroiekin gauza bera gertatzen da, baina gure kasuan, elektroien arteko 'trafikoa' onuragarria da! Elektroi-elektroi elkarrekintza hauek indartsuagoak diren heinean, material baten propietateak guztiz alda ditzakegu. Esaterako, 3D fermioi material astunen lodiera murrizten den heinean (hau da, 2D gehiago bihurtzen diren heinean), magnetiko izatetik supereroale izatera pasa daitezke".
Bi dimentsioko materialak ere nahiko erraz molda daitezke: geruzen artean angelu txikiekin pilatzeak, eremu elektrikoak eta eremu magnetikoak bezalako indarrak aplikatuz eta materialak birakatuz edo presioa eginez tentsioak haien propietateak alda ditzake. Hartu adibide bakarra: wolframio-diseleniuroa izeneko material baten bi xafla bata bestearen gainean pilatuz, bihurrituz eta karga elektrikoa gehituz edo kenduz, materiala elektrizitatea eroaleko metal batetik elektrizitatea blokeatzen duen isolatzaile batera alda daiteke eta berriro.
Zientzialariek ere hunkituta daude 2D materialen erabilera potentzialak teknologian, zientzialariek askotan "aplikazio" gisa aipatzen dituztenak.
Bi dimentsioko materialek ezinbesteko papera izango dute hurrengo elektronikaren belaunaldian, oraindik garatzen ari diren ordenagailu kuantikoak barne. Zergatik? Neurri handi batean, 2D materialak ultra-txikiak direlako propietate bereziak eta kontrolagarriak dituztenak (supereroankortasuna adibidez), eta teknologiak beti bilatzen duelako emaitzak azkarrago, eraginkorrago eta espazio gutxiago erabiliz lor ditzakeen zerbaiten bila.
Iturria: Columbiako Unibertsitatean
