Las monocapas de oro bidimensionales nanoestructuradas ofrecen potencial en catálisis, electrónica y nanotecnología.

Los investigadores han creado monocapas de oro bidimensionales (2D) con nanoestructuras casi independientes, una hazaña impresionante de la ingeniería de nanomateriales que podría abrir nuevas vías en catálisis, electrónica y conversión de energía.

El oro es un metal inerte que suele formar una estructura sólida tridimensional (3D). Sin embargo, en su forma 2D, puede desbloquear propiedades extraordinarias, como un comportamiento electrónico único, una reactividad superficial y catálisis mejoradas y un inmenso potencial para aplicaciones revolucionarias en electrónica avanzada.

Uno de los desafíos en la síntesis de monocapas de oro 2D es estabilizar los enlaces metálicos isotrópicos en una forma estrictamente 2D. Para abordar esto, los equipos de investigación de la Universidad de Lund y la Universidad de Hokkaido utilizaron un novedoso enfoque ascendente combinado con computación de alto rendimiento, lo que permitió la creación de monocapas de oro macroscópicamente grandes con patrones nanoestructurados únicos, una notable estabilidad térmica y una posible utilidad catalítica.

El equipo formó monocapas de oro sobre un sustrato de iridio e incrustó átomos de boro en la interfaz entre el oro y el iridio. Esta innovadora técnica produjo láminas monoatómicas suspendidas de oro, que tenían una estructura hexagonal con patrones triangulares a nanoescala. La incorporación de boro aumenta la estabilidad e integridad estructural de las capas de oro, permitiendo la formación de nanoestructuras.

“La facilidad de preparación y la estabilidad térmica de las películas de oro resultantes son notables, lo que crea una plataforma práctica para futuros estudios de las propiedades básicas de los metales 2D básicos y su potencial para diversas aplicaciones en electrónica y nanotecnología”, explica el Dr. Alexey Preobrzhensky de la Laboratorio MAX IV, Universidad de Lund y autor correspondiente del estudio.

Se emplearon técnicas de caracterización avanzadas, incluida la microscopía de efecto túnel (STM) y la espectroscopia de rayos X, para investigar las propiedades estructurales y electrónicas de las películas de oro. El análisis confirmó que la incrustación de boro facilita una transición de una unión metálica 3D a una unión metálica principalmente 2D, cambiando fundamentalmente el comportamiento electrónico de las capas de oro. Esta transformación subraya la naturaleza única de las películas sintetizadas, ya que los métodos tradicionales generalmente no logran mantener una forma metálica 2D estable, lo que conduce a estructuras pequeñas o inestables.

La capacidad de crear monocapas metálicas estables y casi independientes en un área grande tiene implicaciones de gran alcance. “Este estudio abre el camino para una mayor exploración y prueba de teorías y posibles aplicaciones de los metales 2D en diversos campos, incluida la catálisis y la conversión de energía”, dijo Andre Lealin, profesor asociado de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Hokkaido y otro autor correspondiente. Estudiar

Al abordar los desafíos de estabilizar materiales metálicos 2D, esta investigación contribuye a la creciente comprensión de los materiales 2D y sienta las bases para posibles aplicaciones tecnológicas.

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