Z badań, opublikowanych w magazynie „Nature” wynika, iż naukowcom udało się zrobić materiał, w którym fragmenty molekularne są pomieszane i nieuporządkowane, a mimo to bardzo dobrze przewodzą prąd. Jest to sprzeczne ze wszystkimi znanymi nam zasadami dotyczącymi przewodnictwa. Odkrycie może również okazać się niezwykle przydatne w możliwość projektowania zupełnie nowej klasy materiałów, które przewodzą prąd, są łatwe do kształtowania i są bardzo wytrzymałe w codziennych warunkach.
W tworzeniu jakichkolwiek urządzeń elektronicznych, takich jak iPhone, panel słoneczny czy telewizor, materiały przewodzące są absolutnie niezbędne. Metale, takie jak miedź, złoto i aluminium, są zdecydowanie najstarszą i największą grupą przewodników. Następnie, około 50 lat temu, naukowcy byli w stanie stworzyć przewodniki wykonane z materiałów organicznych, stosując obróbkę chemiczną znaną jako „domieszkowanie”, czyli wprowadzanie obcych jonów lub atomów do sieci krystalicznej metalu, półprzewodnika lub materiału ceramicznego tworzących roztwory stałe aby zmodyfikować właściwości konkretnego materiału. Fakt, że takie zmienione materiały są bardziej elastyczne i łatwiejsze w obróbce niż konwencjonalne metale, czyni je atrakcyjnymi, ale bywają tez problematyczne, ponieważ nie są szczególnie stabilne i mogą stracić przewodnictwo, jeśli zostaną wystawione na działanie wilgoci lub wysokiej temperatury.
Czytaj więcej
Nowy rodzaj jedwabiu może okazać się mocniejszy nawet niż pajęcza sieć. To może być przełomowa technologia.
Dlatego też naukowcy zaczęli eksperymentować z materiałami, które dotychczas raczej nie było w ich kręgu zainteresowań. Umieścili atomy niklu w sznur molekularnych kulek wykonanych z węgla i siarki i zaczęli testować ich właściwości. Okazało się, że materiał łatwo i mocno przewodzi prąd elektryczny. I na dodatek jest bardzo stabilny. Naukowcy podgrzewali go, chłodzili, wystawiali na działanie wilgoci i powietrza a nawet poddali go działaniu kwasu – mimo tom materiał pozostał stabilny.
Najbardziej zaskakujące dla naukowców, którzy nadal nie potrafią tego wyjaśnić, jest to, że struktura materiału jest nieuporządkowana i nie przypomina typowego metalu przewodzącego prąd. Po testach, symulacjach i pracach teoretycznych stwierdzili, że materiał tworzy warstwy, jak arkusze w lasagne. Nawet jeśli arkusze obracają się na boki i przestają przypominać klasyczne lasagne, to elektrony mogą nadal poruszać się w poziomie lub w pionie – o ile kawałki się zetkną. To daje ogromne możliwości, ponieważ nowy materiał jest plastyczny jak plastelina i można go wcisnąć w dowolna przestrzeń. Na dodatek nowego materiału nie trzeba poddawać takiej żmudnej obróbce jak metal. Wystarczy temperatura pokojowa a nie piece hutnicze, by nadać mu odpowiedni kształt i na dodatek wytrzymuje wilgoć i zmienne temperatury, nie rdzewieje i nie odkształca się. Zdaniem naukowców z Chicago to materiał przyszłości.
