دانشمندان ماده ای دو بعدی ساخته اند که تا به حال در طبیعت دیده نشده است

تیمی از پژوهشگران دانشگاه RMIT ملبورن استرالیا موفق به یک اکتشاف علمی نادر شده اند که درک ما از علم شیمی را به طور کلی متحول خواهد کرد.

گویا آی تی – اما کشف جدید چیست؟ ساخت مواد دو بعدی که ضخامتی کمتر از چند اتم دارند؛ پدیده ای که تا به حال در طبیعت وجود نداشته است.
پژوهشی که منجر به کشف این یافته بی نظیر شد توسط پروفسور کوروش کلانتر زاده و توربن دانکه از محققان کالج مهندسی دانشگاه RMIT هدایت می شده است. این دو مهندس برجسته در کنار دانشجویان خود یک سال برای ساخت این ماده تلاش بی وقفه کرده اند.
دانکه: ”زمانی که با یک مداد می نویسید گرافیت تکه های بسیار نازکی به نام گرافین از خود به جا می گذارد که به خاطر ساختار لایه مانندی که دارند به راحتی قابل استخراج هستند.
اما اگر این مواد به طور طبیعی وجود نداشته باشند چه اتفاقی می افتد؟ در اینجا ما موفق به کشف روشی فوق العاده و البته بسیار ساده برای ساخت تکه های اتمی بسیار نازکی از مواد شده ایم که به شکل ساختارهای لایه ای در طبیعت وجود ندارند.“
این تیم برای ساخت ماده ۲بعدی اقدام به ذوب کردن فلزات کرد تا به این ترتیب ایجاد لایه های بسیار نازک اکسید که امکان لایه برداری داشته باشند میسر باشد.
دانکه توضیح می دهد که پروسه ایجاد لایه اکسید بسیار ساده و شبیه جوشاندن شیر و اضافه کردن آن به کاپوچینوست. برای انجام این کار به دانش تخصصی نیاز نیست و از این رو همه قادر به انجام آن هستند.

ارتقا ابزارهای الکترونیکی

در حالی که انتظار می رود این ماده تبدیل به ابزاری جدید در دنیای شیمی شود اما انتظار می رود که نقش بسزایی در بهبود وضعیت ابزارهای الکترونیک هم داشته باشد. در حقیقت بسیاری معتقدند که این ماده قادر به افزایش توان ذخیره سازی داده ها و افزایش سرعت عملکرد آنها باشد.
زمانی که لایه های اکسید از روی یکدیگر برداشته شوند می توان از آنها در قالب ترانزیستور در ساخت ابزارهای الکترونیکی مدرن استفاده نمود و در کنار افزایش سرعت مصرف انرژی آنها را هم کاهش خواهد داد: این مهم به لطف نازکی بسیار بالای آنها میسر خواهد شد.
ضمنا از لایه های اکسید می توان برای ساخت صفحات نمایش لمسی هم استفاده نمود؛ اگر شرکت های سازنده صفحات نمایش استفاده از این لایه ها را در دستور کار قرار دهند عملکرد محصولات آنها ارتقا قابل ملاحظه ای خواهد یافت و حتی بعید نیست نهایتا افراد معمولی هم قادر به ساخت صفحه نمایش شوند.
پروفسور کلانتر زاده در این رابطه می گوید:
” ما پیش بینی می کنیم نسخه نهایی این فناوری را بتوان تقریبا به یک سوم از جدول تناوبی اعمال کرد.
بسیاری از این اکسیدهای نازک اتمی موادی نیمه رسانا یا عایق (ضد برق) هستند. امروزه قطعات نیمه رسانا یا عایق مواد اصلی ساخت ابزارهای الکترونیکی و نوری هستند. انتظار می رود کار با قطعات نازک اتمی منجر به ساخت ابزارهای الکترونیکی بهتر و کم مصرف تر شود. این قابلیت فنی تا قبل از کشف ما میسر نشده بود.“
این تیم هیچ اطلاعاتی درباره نحوه اثرگذاری ماده ۲بعدی پیدا شده روی ذخیره سازی داده ها منتشر نکرده است اما به نظر می رسد این ماده سرعت نقل و انتقال داده ها را بیش از پیش سریع تر کند.
جدیدترین سری از کارت های ذخیره سازی اطلاعات شرکت سونی که عنوان ”سریع ترین نمونه در جهان“ را یدک می کشند قادر به پردازش ۳۰۰ مگابایت داده در هر ثانیه هستند. تصور کنید اگر چنین امکانی در هارددیسک های معمولی یا فناوری های ذخیره سازی ابری میسر شود شاهد چه انقلابی خواهیم بود.
البته اگر پژوهش تیم دانشگاه RMIT مشابه تحقیق مهندسان دانشگاه استنفورد در رابطه با نیمه رساناهای کم مصرف یا تلاش های دانشمندان دانشگاه تگزاس برای ساخت ماده یک بعدی باشد، احتمالا باید مدت زمانی طولانی منتظر استفاده از این ماده ۲بعدی در توسعه سخت افزارهایی باشیم که فناوری مذکور در آنها تعبیه شده است.
از آن جایی که این تیم پژوهشی هیچ صحبتی در رابطه با آماده شدن فناوری مذکور برای استفاده عموم نکرده است احتمالا مدت زمان پیش بینی شده طولانی تر هم خواهد شد. چنین اکتشافات نادری قبل از ایجاد تغییراتی چشمگیر در دنیای واقعی نیازمند تلاش هایی همه جانبه برای بررسی زوایای پیدا و پنهان و همچنین یافتن شیوه هایی عملی برای استفاده از امکانات جدید خواهند بود.