Учёные из США создали новые материалы для устройств следующего поколения

Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории США разработали новые разновидности двумерных материалов MXene, свойства которых можно настраивать практически на атомном уровне, пишет NewScience.

MXene – это очень тонкие металлоподобные листы толщиной в несколько атомов, свойства которых можно настраивать под разные задачи.

Учёным удалось синтезировать 40 новых типов исходных материалов для создания MXene. Некоторые из них содержат до девяти различных металлических элементов, что значительно расширяет возможности для проектирования материалов с заданными характеристиками.

MXene представляют собой ультратонкие структуры толщиной всего в несколько атомных слоев. В их состав входят переходные металлы, такие как титан, ванадий и молибден, а также углерод или азот. Благодаря своим свойствам они рассматриваются как перспективная основа для создания новых электронных устройств, защитных покрытий и катализаторов.

В ходе работы ученые выяснили, что упорядоченное расположение атомов сохраняется в материалах с содержанием до шести различных металлов. При добавлении большего числа элементов структура становится хаотичной из-за роста энтропии.

Для изучения материалов исследователи использовали метод вторичной ионной масс-спектрометрии, который позволяет анализировать строение вещества слой за слоем и определять расположение атомов внутри структуры.

Одним из наиболее перспективных направлений применения MXene считается защита электроники от электромагнитных помех. Кроме того, материалы могут использоваться в катализе, поскольку их двумерная структура обеспечивает максимальную доступность активных атомов для химических реакций.

Следующим этапом станет поиск наиболее перспективных составов для промышленного производства. Для этого учёные планируют применять методы искусственного интеллекта и машинного обучения.