صندوقچه گنج برای کشف مواد دو بعدی جدید!

محققان سوئیسی با ایجاد بانک اطلاعاتی از مواد سه بعدی که قابلیت تبدیل شدن به ساختار دو بعدی دارند، نشان دادند که می‌توان بیش از 1000 نوع ماده دو بعدی جدید ساخت. این بانک همچون صندوقچه‌ای ارزشمند برای کشف مواد با خواص جدید است.

یک گروه تحقیقاتی از EPFL و NCCR موفق به شناسایی بیش از 1000 ماده با ساختار دو بعدی شدند. این گروه تحقیقاتی نتایج یافته‌های خود را در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رساندند.
مواد دو بعدی از چند لایه با ضخامت اتمی ساخته می‌شوند که در فناوری‌ نانو کاربردهای متعددی دارند. این گروه از مواد را می‌توان برای ساخت ادوات بسیار کوچک با کارایی بالا مورد استفاده قرار داد. مواد دو بعدی اولین بار 15 سال پیش کشف شدند، اما تا کنون تنها چند نوع از آن‌ها سنتز شده‌است.
محققان EPFL راهبرد جدیدی ارائه کردند که می‌توان با استفاده از آن، این نوع مواد را سنتز کرد. این گروه با استفاده از شبیه‌سازی و طراحی مولکولی نشان دادند که می‌توان تعداد زیادی از مواد دو بعدی را در آزمایشگاه سنتز کرد. پوستر این یافته به دلیل جذابیتی که داشت روی جلد نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.

گرافن به عنوان اولین ماده دو بعدی در سال 2004 سنتز شد. جایزه نوبل سال 2010 به دانشمندانی که این ماده را کشف کردند اعطا شد.
محققان این پروژه الگوریتمی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان ساختار بیش از 100 هزار ماده سه بعدی را بررسی کرد. با وجود این بانک اطلاعاتی غنی، محققان نشان دادند که می‌توان بیش از 5600 ماده دو بعدی تولید کرد. این یافته به معنای کشف صندوقچه‌ای از گنج برای محققان فناوری‌ نانو است.
برای ایجاد این بانک اطلاعاتی، محققان از روش حذف مرحله به مرحله استفاده کردند. در اولین گام تمام موادی که می‌توان آن‌ها را لایه‌به‌لایه کرد، فهرست‌برداری کردند. سپس شیمی این مواد بررسی و انرژی پیوندی آن‌ها اندازه‌گیری شد.
محققان نشان دادند که از میان 5600 ماده‌ای که در ابتدا شناسایی شد، 1800 ساختار را می‌توان لایه‌برداری کرد و از این میان، 1036 ماده به سادگی قابل لایه‌برداری هستند. با این کار تعداد مواد دو بعدی افزایش می‌یابد.