Двумерные материалы меняют форму под действием лазеров и способны накапливать энергию

Группа профессора Питера Баума из университета Констанца изучила двумерные материалы, которые под воздействием лазера меняют форму и свои уникальные свойства.

В новой работе авторы изучили двумерных молекулярно определенных листы, их называют MXenes.

Если использовать лазерные импульсы, то MXene можно многократно переключать между плоской и волнистой формой: благодаря этому открывается широкий спектр возможных применений.

MXenes — это двумерные листы карбидов или нитридов переходных металлов: она расположены в виде одиночных слоев толщиной в несколько атомов. Такую тонкую структуру можно получить только отшелушивая один материал на много маленьких слоев.

В отличие от большинства других однослойных материалов, MXene можно легко производить в больших количествах благодаря открытию масштабируемого и необратимого метода химического отшелушивания.

Химические и физические свойства MXene можно настроить: они зависят от выбора переходного металла. Поэтому материал можно использовать при зондировании, накоплении энергии, сборе света и даже для достижения антибактериального эффекта.

В новом исследовании авторы улучшили свойства MXene с помощью быстрых световых импульсов, которые они направляли на материал. В результате они выяснили, что лазерная энергия передается на атомную решетку за рекордное время — всего 230 фемтосекунд. Также у исследователей получилось управлять ориентацией нановолн с помощью поляризации лазера: это значит, что материал обладает оптической памятью на наноуровне.

Более того, если на MXene опять направить лазер, то материал снова превратится в плоскость.