2D-материалы (двумерные материалы) появляются во все большем количестве технологий — от аккумуляторов большой емкости до датчиков и носимых устройств. Однако у сверхтонких материалов есть один недостаток. Они относительно хрупкие и поэтому быстро ломаются: область их применения ограничена.
Углеродная решетка обычно имеет очень строгую структуру. Фото: iStock Новый материал под названием «Монослойный аморфный углерод» (Monolayer Amorphous Carbon, MAC) призван изменить ситуацию. MAC — это всего лишь двухмерный материал, напоминающий решетку атомов углерода. Эта решетка содержит кристаллические области, где атомы расположены в строго повторяющейся сетке, и аморфные области, где атомы соединены друг с другом квазислучайным образом.
Наноматериал под микроскопом. Фото: Университет Райса
«Эта уникальная конструкция препятствует быстрому распространению трещин, позволяя материалу поглощать больше энергии перед разрушением», — говорит Бонгки Шин из Университета Райса в Сингапуре в пресс-релизе.
Обычно есть два варианта сделать двумерный материал более прочным: либо добавить армирующую наноструктуру снаружи, либо изменить решетку так, чтобы она стала более стабильной сама по себе. Исследователи из Сингапура выбрали второй метод.
«Раньше это было невозможно, поскольку создание сверхтонкого, неупорядоченного материала на атомном уровне является серьезной проблемой», — сказал Имо Хан, доцент кафедры материаловедения и наноинженерии и соавтор исследования.
Однако последние достижения в области синтеза наноматериалов позволили ученым найти новый подход, позволяющий сделать двумерные материалы более устойчивыми без добавления дополнительных слоев.