SpravodajstvoVeda a výskum

Prekvapivý objav: Vedci objavili materiál, ktorý pod svetlom mení svoj tvar: Aké môže mať využitie?

Záhadné MXény, ktoré po kontakte s laserovým lúčom zmenia svoj tvar, by mohli byť užitočné v rôznych odvetviach.

Ultrarýchla laserová spektroskopia umožňuje pozorovanie pohybu atómov v ich prirodzených časových škálach. Atómy sa totiž pohybujú extrémne rýchlo, vo femtosekuntách, čo je 10-15 sekundy, píše portál SciTech Daily. Pomocou nej objavili zvláštny materiál.

Vedci túto metódu spojili s Elektrónovou mikroskopiou, ktorá pomáha vedcom určiť priestorové rozlíšenie atómu. Spojením pozorovania elektrónov a fotónov do jedného nástroja sa profesorovi Petrovi Baumovi podarilo skonštruovať najrýchlejšie elektrónové mikroskopy na svete. Vďaka ním môžeme detailne nazrieť do rôznych materiálov a zistiť, aká dynamika vo vnútri nich funguje.

Nedávno Baum, spolu so svojimi kolegami, publikovali štúdiu, ktorá sa zaoberala pozorovaním dvojdimenzionálnych molekulárnych listov, ktoré sa nazývajú MXény. Ich práca priniesla naozaj prekvapivý objav. Pomocou laserových pulzov dokázali vedci zmeniť tvar týchto listov, z úplne rovného, do vlnitého.

materiál
Zdroj: University of Konstanz

MXény sa vyrábajú pomocou „odlúpenia“ tenkej vrstvy materiálu – procesom, ktorý sa nazýva exfoliácia. MXény môžu byť ľahko vyrobené vo veľkých množstvách, vďaka metódam ľahko prispôsobiteľnej, no nezvratnej chemickej exfoliácie.

„MXény sa podobajú v jednej priestorovej dimenzii na molekulu, no v ďalších dvoch by sme ich mohli prirovnať k pevnej látke,“ vyjadril sa doktor Mikhail Volkov.

Meniaci sa materiál

V novej práci vedci študovali vlastnosti MXénov tak, že na ne svietili rýchlymi laserovými pulzami. Vďaka tomu našli spôsob, ako vylepšiť vlastnosti týchto materiálov.  Vďaka špičkovým mikroskopom sa im podarilo zachytiť pohyb tejto tenkej vrstvy za časový úsek jednej femtosekundy. MXény sa môžu s dopadom lasera vyrovnať, alebo zvlniť, pričom môžu kontrolovať aj to, ako bude zvlnenie listu vyzerať.

„Môžeme kontrolovať orientáciu nano-vlny pomocou polarizácie lasera. To znamená, že materiál má nejakú formu optickej pamäte, ktorá sa prejavuje na nanoškále. Čo je ale viac, ak laser zasiahne list MXénov opäť, vrstva sa zmení zo zvlnenej opäť na plochú. Extrémne malá plocha nanovĺn a rýchla reakcia sú tiež prekvapujúce. Myslíme, že za tým môže stáť fenomén, ktorý sa nazýva plasmono-fonónové prepojenie,“ vysvetľuje Mikhail Volkov.

Nanoštruktúrovanie vo forme vĺn môže viesť k nárastu pomeru povrch-obsah, pri rôznych materiálov. Inými slovami povedané, vďaka tomuto javu sú rôzne materiáli viac reaktívne. Zároveň sa objavuje zlepšenie v lokálnych elektromagnetických poliach, vďaka čomu je materiál reaktívnejší na svetlo. Vďaka tejto vlastnosti sa takýto objekt hodí do rôznych senzorov.

Vedci momentálne očakávajú, že objavené MXény budú mať väčšiu kapacitu a taktiež lepšie antibiotické vlastnosti. Navyše možnosť zmeniť tvar tejto štruktúry prakticky na vyžiadanie, otvára vedcom ďalšie možnosti. Tí tvrdia, že by podobné vrstvy mohli využiť v aktívnych chemických, alebo elektrických zariadeniach.

Prihláste sa do odberu tých najnovších informácií a správ z portálu VoSveteIt.sk

Odoslaním e-mailu dávate súhlas s podmienkami ochrany súkromia. Nezabudnite odber potvrdiť ešte v e-maile, ktorý Vám bude doručený

Mohlo by Vás zaujímať

Tagy
Close
Close