Dvourozměrné materiály umožňují sestrojit elektronická zařízení o mnohem menší velikosti. V tom spočívá jejich výhoda (nikoliv však jediná) ve srovnání s obyčejnými materiály. Ultratenké látky získávají nové optické, mechanické a elektronické vlastnosti. Představte si knihovnu. Je jasné, že knihy můžete dát pouze na regály. Regály v tomto případě označují energii, která se stává dostupnou elektronům, pokud zmenšíme rozměr hmoty na minimální hodnoty, například na velikost průměru atomu. Tak vzniká princip rozměrového kvantování.

Chlebíček z grafenu se proměňuje…

Dnes z dvourozměrných materiálů má vyhlídky na komerční využití pouze grafen. Vědci však nechtějí omezovat využití tohoto materiálu pouze na elektroniku. Co říkáte na grafenovou neprůstřelnou vestu? Na první pohled je to zvláštní nápad — jedná se přeci o měkký materiál, v zásadě je to grafit, ze kterého se vyrábějí tuhy k tužkám. Ale dvě vrstvy grafenu naložené na sebe mají zcela neuvěřitelné vlastnosti: neobyčejnou odolnost, pokud se vůči nim vyvine tlak, a ohebnost, když tlak povolí. Nedávno to předvedli vědci z USA a Evropy. Pro vytvoření dvouvrstevného grafenu vyvinuli tlak od jednoho do deseti gigapascalů diamantovou tyčí, což lze srovnat s pádem desky o hmotnosti sto tisíc tun na metr čtvereční povrchu.

Mezitím struktury ze tří, čtyř a pěti vrstev grafenu tyto vlastnosti neprojevily. Zjistilo se, že neobyčejné pevnosti nový materiál vděčí změnám „formy" orbitalů elektronů, což nelze zopakovat v dalších konfiguracích vrstev.

Placatá žárovka a ohebný displej

„Tenčí, ohebnější, zářivější" — to je heslo současných producentů displejů, a proto mohou projevit velký zájem o dvourozměrné materiály. Jak je ale přinutit, aby zářily? To se podařilo odborníkům z Vídeňské univerzity, kteří vytvořili zdroj světla z disulfidu molybdenu (MoS2) o tloušťce jednoho atomu.

Fyzici připevnili k monovrstvě z této sloučeniny kovové elektrody a zavěsili celou konstrukci ve vakuu. Přes ni pak pouštěli elektrický proud, čímž se disulfid molybdenu rozehříval a vyzařoval světlo. Svítila však pouze část povrchu o délce nepřesahující 150 nanometrů. Není to moc, ale každý začátek je těžký. Autoři výzkumu slibují, že vytvoří mnohem delší dvourozměrný disulfid molybdenu, vyzkoušejí na něm nový typ světelného záření a pak se ho možná podaří integrovat do mikroobvodů, ze kterých budou jednou vytvořeny ohebné a zářivé displeje o tloušťce jednoho atomu.