Kai kalba pasisuka apie naujas medžiagas, neabejotinai, jų plonumas yra viena iš ryškiausių savybių. Brazilijos mokslininkai skelbia sukūrę trijų atomų storio dvimatę medžiagą „hemateną“, kurią sudaro geležies rūdos plokštelės. Kaip ir dažnai būna su 2D medžiagomis, hematenas, atrodo, turi visai kitokių savybių, nei įprastai būtų galima tikėtis.
Žinomiausia 2D medžiaga, be jokios abejonės, – grafenas. Tai itin stipri, lengva, elektrai ir šilumai laidi anglies pluošto medžiaga. Tačiau mokslininkai sukūrė ir daugiau įdomių 2D struktūros medžiagų: juodojo fosforo, galio, molibdeno disulfido ir chromo trijodido, kurie pasižymi plačiu neįprastų savybių spektru.
Naujausias šios šeimos narys yra hematenas, gaunamas iš hematito, natūraliai egzistuojančio mineralo, geležies pramonės pagrindinės žaliavos. Apdorodama geležies rūdą procesu, vadinamu skystos fazės eksfoliacija (angl. liquid-phase exfoliation), komanda sukūrė naujos medžiagos lakštus, kuriuos sudaro tik trys geležies atomai ir vienas deguonies atomas.
Tuomet tyrėjai, norėdami sužinoti kuo skiriasi įprasta 3D formos medžiaga nuo 2D formos medžiagos, ištyrė pastarosios savybes. Nustatyta, kad hematenas pasižymi feromagnetinėmis savybėmis (daug kartų sustiprėja magnetinis laukas aut. past.), kai tuo tarpu hematitas demonstruoja antiferomagnetines savybes.
Taip pat buvo įrodyta, kad hematenas gali būti geras fotokatalizatorius – pasinaudodamas saulės spindulių energija pagreitinti chemines reakcijas.
Absorbuodami saulės spindulius, nuo ultravioletinės spinduliuotės iki geltonai oranžinės spektro dalies, hematitas ir hematenas gali veikti fotokalizuojamai, tačiau hematitas yra per silpnas, kad galėtų tai daryti. Hematenas pasižymėjo geresnėmis savybėmis. Kai fotonai įstrigo medžiagoje, generuojami teigiami ir neigiami krūviai toli nenukeliavo nuo medžiagos paviršiaus. Tyrėjai, sujungdami hemateną su titano dioksido nanovamzdelių masyvais, patobulino šį procesą.
„Hematenas gali būti efektyvus fotokatalizatorius, ypač vandens skaidymui į vandenilį ir deguonį. Taip pat kaip itin plona medžiaga panaudota spintronikos prietaisams (magnetinio lauko jutikliams, magnetovaržinėms atminties atmintinėms ir pan. aut. past.)“, – teigė tyrimo autorius Douglasas Soares‘as Galvao‘as.
Komanda teigia, kad ateityje kiti geležies oksidai ir su jais susijusios medžiagos taip pat gali būti panaudotos 2D medžiagų kūrime, todėl galime tikėtis dar įvairesnių ir dar keistesnėmis savybėmis pasižyminčių medžiagų atradimų.
Tyrimo rezultatai buvo paskelbti moksliniame žurnale „Nature Nanotechnology“.
