A kétdimenziós anyagok egy atom vastagságú matériák, amelyek mindössze nanométeres "szélességük" révén speciális tulajdonságokkal rendelkeznek, és amelyek ígéretes alapanyagot jelentenek sok technológiai újdonság számára. Egyike a legelső és legnépszerűbbé váló kétdimenziós anyagoknak a grafén, amit 2004-ben hoztak először létre, azóta pedig rengeteg területen vált hasznos kiegészítővé a hajlékonyságának és ellenálló képességének köszönhetően: szenzorok, elektronikai berendezések, orvosbiológiai eszközök készülnek belőle, de rozsdamentes bevonatok vagy festékek gyártására is alkalmas.

A kétdimenziós anyagok egy speciális típusát képviselik azok a kétrétegű anyagok, amelyekben a két - külön-külön egy atom vastagságú - réteg egy bizonyos, pontosan meghatározott szögben elhelyezve fekszik egymáson, ilyenkor az anyag egészen egyedi viselkedést tanúsít a megfigyelések szerint. A mágikus szög a grafén esetében 1,1 fok: ennyivel kell elforgatni a felső réteget az alsóhoz képest. Másfajta anyagoknál a szög ettől eltérhet, több anyag kombinálása során pedig más-más tulajdonságokat lehet előcsalogatni az ötvözetekből a forgatási szög változtatásával.

Egy nemzetközi kutatócsoport most egy újabb különleges esetét fedezte fel ezeknek a kétrétegű, csavart struktúráknak - egy olyan esetet, ami rácáfol az elméletek előrejelzéseire, és új betekintést nyújt a kétdimenziós anyagok működésébe. A kutatók az egy atom vastagságú volfrám-diszulfid (WS2) két rétegét helyezték egymásra 4,4 fokkal elfordítva, majd megvizsgálták az elektronok viselkedését az anyagon belül. A teóriák előrejelzései szerint az ilyen típusú kétrétegű anyagban az elektronok interakciója rendhagyó, kollektív működést eredményez, ami fantasztikus tulajdonságokkal ruházza fel az anyagot, azonban a vizsgálat során nem sikerült ehhez hasonló jelenséget kimutatni.

Mint kiderült, a kollektív működést a két réteg váratlan kapcsolódása gátolta,

az anyagban ugyanis egyes pontokon nagy kiterjedésű, "nem csavart" régiók alakultak ki, ahol az anyag alacsonyabb energiájú elrendezésbe tért vissza.

A megfigyelés elsőként biztosított részletes és tiszta képet a volfrám-diszulfid ezen formájáról, és a vizsgálat segített felderíteni, mennyiben és miért tér el egymástól az elmélet és a gyakorlat a csavart kétrétegű anyaggal kapcsolatban. A legfontosabb eredményt az új megfigyelési módszerek kifejlesztése jelenti, ami a jövőben is hozzájárulhat a kétdimenziós anyagok különleges világának feltárásába, és a működésük manipulálásába. A továbbiakban a volfrám-diszulfidnak és társainak még hasznosabb alkalmazási módokat találhatnak a kutatók, ahogyan egyre több kivételes képességükre derül fény. A WS2 egyik potenciális felhasználási területe a fotodetektorok készítése lehet, amit az anyag nagy fotonelnyelő képessége tesz lehetővé.

(Fotó: Groningeni Egyetem, Royal Society of Chemistry)

{{https://www.raketa.hu/goldene-az-arany-ketdimenzios-formaja-megerkezett}}