Materiali 2D e capillari con eterostrutture di Van der Waals
Una pletora di interessanti opportunità appare quando i cristalli 2D vengono combinati in una pila verticale. Tenute insieme dalle stesse forze di van der Waals, che tengono insieme i materiali stratificati, tali eterostrutture offrono un maggior numero di combinazioni rispetto a qualsiasi metodo di crescita tradizionale. In maniera ancora più importante, la gamma estesa di funzionalità di tali eterostrutture produce molte possibili applicazioni. Ad oggi, i transistor in grafene con la più alta mobilità si ottengono mediante l’incapsulamento di grafene con nitruro di boro esagonale. Il progetto 2D-HETEROSTRUCTURES (Graphene heterostructures by self-assembly: Top-down meets bottom-up), finanziato dall’UE, si è focalizzato sul problema relativo a miscelazione e congruenza dei cristalli con proprietà diverse. I ricercatori hanno selezionato la tecnica maggiormente utilizzata per la composizione di eterostrutture 2D più avanzate rispetto a quelle attuali. La tecnica, che comporta il trasferimento di cristalli di grafene con grande superficie, è stata ulteriormente sviluppata per fabbricare capillari basati su eterostrutture 2D. Comprendendo diverse centinaia di canali paralleli, questi capillari sono stati utilizzati per lo studio dei fenomeni di trasporto molecolare. In particolare, i ricercatori hanno studiato il trasporto di acqua attraverso i canali che variano in altezza da un singolo strato atomico a molte decine di tali strati. I nanocapillari prodotti si sono rivelati ideali per studiare il confinamento di acqua dovuto a idrofobicità delle pareti in grafene. Oltre all’interessante fattore scientifico, la tecnica del progetto 2D-HETEROSTRUCTURES apre prospettive interessanti per il ridimensionamento dei dispositivi fabbricati, partendo da dimensioni misurabili in micron a quelle richieste per gli utilizzi industriali. Inoltre, tale tecnica offre la possibilità di scegliere tra materiali diversi per gli strati superiore e inferiore del capillare, al posto del grafene.
Parole chiave
Van der Waals, eterostrutture, cristalli 2D, grafene, 2D-HETEROSTRUCTURES
