Le molybdène - le parent "métallique" du graphène
Les chercheurs ont créé le nouveau matériau 2D à l'aide d'un système de micro-ondes
Les matériaux bidimensionnels comme le graphène présentent des propriétés fascinantes telles que la supraconductivité, une résistance extraordinaire et des phénomènes quantiques exotiques. Des scientifiques du Forschungszentrum Jülich, en collaboration avec des partenaires de l'Indian Institute of Technology de Patna et de l'université australienne de Newcastle, ont maintenant créé un matériau spécial de ce type qui présente un caractère métallique. Il se compose d'une seule couche atomique d'atomes de molybdène et est également appelé "molybdène".
Les scientifiques ont réussi à produire une fine feuille de métal molybdène d'une épaisseur d'une seule couche atomique. Le nouveau matériau est donc aussi fin que le graphène, probablement le matériau 2D le plus connu. Ce dernier est constitué de carbone et a été isolé pour la première fois en 2004. Cette découverte a suscité une grande attention car le graphène conduit l'électricité et la chaleur bien mieux que le cuivre et est cent fois plus stable que l'acier. En même temps, il est exceptionnellement léger et flexible. En raison de sa structure 2D particulière, le graphène présente également des effets électromagnétiques inhabituels qui pourraient permettre des innovations révolutionnaires dans le domaine de la technologie quantique.
Ces dernières années, d'autres matériaux 2D tels que le phosphorène ou le germanène ont été introduits. Comme le molybdène, ils présentent des propriétés impressionnantes, bien que le germanène diffère encore des autres matériaux 2D sur certains aspects. "De nombreux matériaux 2D sont sensibles à la chaleur, ce qui n'est pas le cas du molybdène. En outre, il s'agit du premier matériau 2D métallique pour lequel des couches indépendantes ont pu être préparées", explique le professeur Ilia Valov de l'Institut Peter Grünberg (PGI-7) du Forschungszentrum Jülich.
Les chercheurs ont créé le nouveau matériau 2D à l'aide d'une micro-onde, dans laquelle ils ont chauffé un mélange de sulfure de molybdène (MoS2) et de graphène jusqu'à l'incandescence à une température d'environ 3 000 degrés Celsius. Dans une réaction entraînée par le champ électrique des micro-ondes, des structures capillaires finement ramifiées se sont formées, dans lesquelles se trouvent les couches effilées de molybdène. Ces structures sont également appelées "whiskers", c'est-à-dire "moustaches", dans lesquelles se trouvent les couches effilées de molybdène.
Lors des premiers essais, les scientifiques ont déjà pu observer diverses propriétés utiles. "Le molybdène est extrêmement stable sur le plan mécanique. Il pourrait être utilisé, par exemple, comme revêtement d'électrodes pour rendre les batteries encore plus puissantes et robustes", explique Ilia Valov. Les chercheurs s'attendent à ce que le matériau présente d'autres propriétés électroniques exotiques, similaires à celles du graphène, en raison de sa structure 2D particulière. En raison de son caractère métallique, il possède également des électrons qui se déplacent librement. Ceux-ci s'accumulent sur les deux faces latérales du molybdène, ce qui fait de ce matériau un candidat intéressant pour les catalyseurs destinés à accélérer les réactions chimiques.
En collaboration avec l'Institut indien de technologie de Patna et l'Université australienne de Newcastle, les chercheurs ont déjà pu développer une application scientifique pratique pour le molybdène. Grâce à sa stabilité et à son excellente conductivité électrique et thermique, il convient parfaitement comme pointe de mesure pour la microscopie à force atomique (AFM) et la spectroscopie RAMAN améliorée par la surface (SERS). Les premiers enregistrements d'échantillons montrent que le molybdène offre divers avantages par rapport aux matériaux de pointe classiques et que, grâce à sa forme fine et plate, il est capable de fournir une protection particulièrement efficace contre les signaux parasites indésirables.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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