Бифенилен — совершенно новая форма углерода следует примеру графена

Европейские исследователи разработали совершенно новую форму углерода — бифенилен, которая имеет сходство с удивительным материалом — графеном, но с некоторыми полезными отличиями.

Невероятно тонкие листы материала обладают некоторыми электрическими свойствами, которых нет у других форм углерода, что может открыть новые возможности в области электроники и передовых литиевых батарей.

Графен вызвал много шума в кругах материаловедов из-за его невероятной прочности, гибкости, тонкости и легкости, а также его способности выступать в качестве отличного проводника тепла и электричества.

Как двумерный лист углерода, он обязан этими характеристиками уникальному расположению атомов, которые организованы в виде сот, и ученые подозревали, что альтернативное расположение может придать другим двумерным формам углерода их собственные уникальные качества.

Хотя эти углеродные материалы были теоретизированы, ни один из них еще не был создан, но ученые из Марбургского университета в Германии и Университета Аалто в Финляндии совершили большой прорыв.

Они начали свою работу с углеродсодержащих молекул, которые помещаются на очень гладкую золотую поверхность, где они образуют цепи двух зеркальных типов, левая и правая. В отличие от графена, где соединяются разные цепи, здесь только цепи одного типа связываются вместе, образуя не только сотовые структуры, но также квадраты и восьмиугольники. Ученые назвали этот новый материал — бифенилен.

«Новая идея состоит в том, чтобы использовать молекулярные предшественники, которые настроены для получения бифенилена вместо графена», — объясняет Линхао Ян, который проводил эксперименты по микроскопии с высоким разрешением в Университете Аалто.

Подтвердив структуру нового материала с помощью сканирующей зондовой микроскопии высокого разрешения, команда исследователей обнаружила, что его электронные свойства сильно отличаются от графена.

Например, узкие полоски материала шириной в 21 атом ведут себя как металл, тогда как полоски графена того же размера ведут себя как полупроводники.

«Эти полосы бифенилена можно использовать в качестве проводников в будущих электронных устройствах на основе углерода», — говорит профессор Майкл Готфрид из Марбургского университета, возглавляющий группу исследователей.

В настоящее время ученые работают над созданием больших листов нового материала, которые они будут использовать для дальнейшего изучения его характеристик и потенциала.

Исследование было опубликовано в журнале Science.