Двумерные материалы толщиной всего в несколько атомов известны ученым уже на протяжении трех лет. Исследование, которое привело к этой невероятной находке, возглавляли профессор Курош Калантар-Заде и д-р Торбен Данеке из инженерной школы RMIT (Австралия).

Вы, наверное, сразу зададитесь вопросом: почему работа по созданию двумерных материалов «уникальна», когда ученым уже давно удалось получить вполне себе плоский графен? Поясняем: графен – естественный слой, который легко извлечь из графита именно по причинам того, что природа сама заботливо «уложила» атомы в удобную плоскую форму. В данном же случае речь идет о материалах, которые не существуют в двумерной форме  даже в составе более сложных систем.

Но как ученым удалось создать нечто подобное? На помощь им пришла довольно простая, но действенная методика. Команда растворила металлы в других жидких металлах, создав тем самым очень тонкие оксидные слои, отделяющиеся друг от друга. Особых технических навыков это не требует, так что любой при должной сноровке и наличии ресурсов сможет сделать это – но зачем?

Новый материал послужит в первую очередь как инструмент для химических преобразований, он также может сыграть очень важную роль в создании электроприборов нового поколения. Отслоившиеся оксидные пленки можно использовать в качестве транзисторных компонентов в электронике, позволив им проводить быстрее проводить сигнал и одновременно снизив общие затраты энергии.

По словам профессора Калантара-Заде, «новая технология применима примерно к трети элементов периодической таблицы». Многие оксидные пленки атомарной толщины представляют собой полупроводниковые или диэлектрические материалы. В свою очередь, это основа для современных электронных и оптических устройств, так что в будущем, если подобная технология найдет свое применение в промышленности, нас ожидает резкое увеличение энергоэффективности приборов.

Но не ищите двумерный металл в своем новом смартфоне или где-либо еще. Пока рано. Конечно, при всей перспективности нового исследования на практике может пройти еще очень много времени перед тем, как это открытие послужит реальной практической пользе и будет использована в бытовых приборах. Разумеется, ему предстоит пройти ряд серьезных проверок и испытаний: пускай такие открытия и случаются раз в десять лет, они всегда требуют подробного анализа и труда множества ученых, чтобы наконец поступить на службу человеку. 

Сразу отметим: несмотря на то, что крошечная углеродная решетка была изготовлена ​​и испытана в лаборатории, она еще очень далека от практического использования. Но когда-нибудь поможет физикам создавать более легкие и прочные материалы уже. Особенно важно это для таких отраслей, как аэрокосмическая и авиационная промышленность.

Нанолатические структуры — это пористые структуры, подобные той, что изображена выше. Они  состоят из трехмерных углеродных стоек и соединительных «скобок». Благодаря своей уникальной структуре такие конструкции невероятно прочные и легкие. Обычно нанолатики основаны на цилиндрическом каркасе (они еще называются лучевыми нанолатиками). Теперь есть и пластинчатые нанолатики – структурные аналоги, основанные на крошечных пластинках.

Эта мера может показаться не таким уж большим делом, но физики уверяют, что она играет огромное значение, когда дело доходит до противостояния нагрузкам. Основываясь на ранних экспериментах и ​​расчетах, «пластинчатый» подход обещает увеличение прочности на 639%, а увеличение жесткости — на 522% по сравнению с классической версией!

Результат тестировался с помощью сложного процесса лазерной 3D-печати, называемого двухфотонной полимеризацией с прямой лазерной записью, в котором используются тщательно управляемые химические реакции внутри лазерного луча для вытравливания форм в самых маленьких масштабах. Лазер излучает фотоны на жидкую смолу, чувствительную к ультрафиолетовому излучению, превращая ее в твердый полимер определенной формы. Затем избыток смолы удаляется, а готовая модель нагревается.

По своим характеристикам новый материал фактически приближается к максимальной теоретической жесткости и прочности материалов данного типа – к так называемым верхним границам Хашина-Штрикмана и Сюке. Это первые реальные эксперименты, которые доказали, что данные теоретические пределы могут быть в принципе достижимы, хоть мы все еще далеки от возможности производства этого материала в промышленном масштабе.

Часть этой невероятной прочности как раз и заключается в крошечном размере образца: когда такие объекты сжимаются меньше 100 нанометров – т.е. в тысячу раз меньше толщины человеческого волоса — поры и трещины в них также становятся все меньше, уменьшая потенциальные дефекты.

На первом месте в списке — запах сероводорода. Его аромат имеют тухлые яйца; недавно его нашли в верхних и средних слоях атмосферы Юпитера.

На втором месте — фрукт дуриан. В нем содержится 44 летучих соединения, которые смешиваются в один совершенно разные запахи — от гнилого яйца до карамели. Недавно плод дуриана привел к эвакуации целого университета в Австралии. Тогда его аромат спутали с запахом газа.

На третьем месте оказался цветок Раффлезия Арнольда, имеющий трупный запах с нотками гниения и рыбы. Таким образом этот цветок привлекает насекомых, которые опыляют его.

На четвертом месте расположился самый плохо пахнущий продукт — сыр Вье Булонь. Его, как и другие сыры, делают из коровьего молока и закваски молочнокислых бактерий, но набор бактерий и условия созревания таковы, что запах получается особенно интенсивный — самый сильный из всех сыров (этот факт проверяли «электронным носом»).

Пятым в списке стал запах секрета анальной железы муравьеда — мексиканского тамандуа, который, по оценкам ученых, пахнет в несколько раз хуже скунса. Неприятный запах спасает животное от хищников.