Десять значимых событий 2025 года в физике и астрономии
1Двумерные металлы
Открытие в 2004 году графена — листа углерода толщиной всего в один атом — ознаменовало новую эру в материаловедении. Оказалось, что такие материалы, получившие название двумерных, обладают необычными свойствами, полезными для различного применения. С тех пор в лабораториях изготовлены и изучены сотни других двумерных материалов. Большинство из них представляют собой слоистые кристаллы с ван-дер-ваальсовыми связями между слоями. Силы Ван-дер-Ваальса возникают из-за колебаний электронных оболочек в атомах и молекулах, приводящих к образованию временных диполей, которые в свою очередь поляризуют собратьев из соседнего слоя. Это приводит к слабому притяжению между слоями в отличие от сильных ковалентных связей атомов внутри слоя. Такое строение позволяет слоям подобного кристалла легко отслаиваться, что все наблюдали на примере графита. Однако создание двумерных металлических листов считалось ранее невозможным, поскольку каждый атом в металле надёжно связан с соседями во всех направлениях.
Справедливости ради надо сказать, что реальные двумерные материалы могут иметь толщину и в несколько атомов. Однако получение даже таких больших металлических листов оставалось серьёзной проблемой. А те образцы, что всё же удавалось изготовить, были очень низкого качества и крайне нестабильны.
Задачу решили исследователи из Института физики Китайской академии наук. Они разработали удобную и универсальную технологию производства двумерных металлов, которую назвали ван-дер-ваальсовым сжатием. Результаты работы были опубликованы в журнале Nature1.