Вчені оголосили про відкриття "білого графену", який може принести революцію в наші технології

Деталі відкриття

Дослідники з Університету Суррея зробили прорив у розумінні того, як 2D-матеріал під назвою гексагональний нітрид бору або hBN росте й формує наноструктури на металевих підкладках. Це відкриття може призвести до створення більш ефективної електроніки, екологічно чистих джерел енергії та екологічно чистого хімічного виробництва, повідомляє 24 Канал з посиланням на Wiley.

Відомий як "білий графен", hBN – це надтонкий матеріал товщиною лише в один атом. Він дуже міцний, здатний витримувати екстремальні температури, протистояти хімічним пошкодженням і блокувати електричні струми. Ці властивості роблять hBN важливим матеріалом у сучасній електроніці, де він захищає чутливі мікрочипи й підтримує розробку швидших та ефективніших транзисторів.

Дослідники також продемонстрували створення нанопористого hBN, нової форми матеріалу з крихітними, структурованими порожнечами. Ця унікальна структура уможливлює вибіркове поглинання та вдосконалений каталіз, що значно розширює його потенціал для екологічних застосувань. Серед них — виявлення та фільтрація забруднювачів, покращення зберігання водню та використання в якості електрохімічних каталізаторів для паливних елементів у сучасних енергетичних системах.

Наше дослідження проливає світло на процеси атомного масштабу, які керують формуванням цього чудового матеріалу та його наноструктур. Розуміючи ці механізми, ми можемо створювати матеріали з безпрецедентною точністю, оптимізуючи їхні властивості для безлічі революційних технологій,
– каже доктор Марко Саккі, провідний автор дослідження та доцент Школи хімії та хімічної інженерії Суррея.

Працюючи у співпраці з австрійським Технічним університетом Граца, команда під керівництвом Марко Саккі та за участі доктора Ентоні Пейна і доктора Нойбі Ксав'є поєднала теорію функціоналу густини та мікрокінетичне моделювання, щоб скласти карту процесу росту hBN з боразинових прекурсорів (посередник для проведення хімічної реакції), дослідивши ключові молекулярні процеси, такі як дифузія, розпад, адсорбція і десорбція, полімеризація та дегідрогенізація. Такий підхід дозволив їм розробити модель атомного масштабу, яка дозволяє вирощувати матеріал за будь-якої температури.

Результати теоретичного моделювання узгоджуються з експериментальними спостереженнями дослідницької групи, що створює підґрунтя для контрольованого, високоякісного виробництва hBN зі специфічним дизайном і функціональністю.

Доктор Антон Тамтегл, провідний дослідник проекту в Технічному університеті Граца, сказав, що попередні дослідження не враховували всі ці проміжні продукти, великий простір параметрів та інші моменти, які тепер принесли результат. "Ми вважаємо, що вони будуть корисними при вирощуванні hBN з газової фази на інших металевих підкладках, а також при синтезі нанопористих або функціоналізованих структур", – додав він.