Los materiales bidimensionales hechos de elementos del Grupo 14, primos del grafeno, han despertado un enorme interés en los últimos años debido a su potencial único como aislantes topológicos útiles.
En particular, la posibilidad hasta ahora puramente teórica de un material de nido de abeja 2D a base de plomo, llamado plumbene, ha generado mucha atención porque tiene la mayor interacción espín-órbita, debido a la estructura electrónica orbital del plomo y, por lo tanto, la más grandebrecha de banda de energía, lo que podría convertirlo en un aislante topológico 2D robusto en el que el efecto Hall Quantum Spin podría ocurrir incluso por encima de la temperatura ambiente.
Por esta razón, encontrar un método confiable y barato para sintetizar plumbene se ha considerado como un objetivo importante de la investigación en ciencia de materiales.
Ahora, los investigadores liderados por la Universidad de Nagoya han creado plumbene recociendo una película de plomo ultradelgada Pb sobre Pd de paladio 111. El material de superficie resultante tiene la estructura de panal de una monocapa 2D, como lo revela la microscopía de túnel de barrido.
Sorprendentemente, debajo del plumbene, se forma una película delgada de aleación de paladio-plomo Pd-Pb con una estructura de burbujas que recuerda una estructura de Weaire-Phelan que divide el espacio en celdas de igual volumen con la menor superficie total de las paredesentre ellos, resolviendo el "problema Kelvin". La estructura de Weaire-Phelan fue la inspiración para el diseño del Centro Acuático Nacional de Beijing "Cubo de agua" de los Juegos Olímpicos de 2008 en Beijing.
El líder del grupo, el profesor Junji Yuhara, recuerda en broma que el caso del cubo de agua de Beijing y la estructura de Weaire-Phelan no es la primera vez que arquitectos y científicos de materiales se han inspirado mutuamente ". El arquitecto Buckminster Fuller diseñó la esfera geodésica para la Exposición Mundial1967 en Montreal, y más tarde el Buckminster Fullerene, C60, lleva su nombre ".
Según el profesor Yuhara, "Tanto el plumbene como el 'nano cubo de agua' son una hermosa adición al mundo de la naturaleza de Nano. Los edificios de los Juegos Olímpicos de Tokio 2020, los Juegos Olímpicos de París 2024, Expo 2020 Dubai, Expo 2023 Buenos Aires, Expo2025 Osaka, y así sucesivamente, también pueden volver a ser el centro de atención como futuros nuevos materiales ", dice.
"El advenimiento del plumbene", comenta el profesor Yuhara, "ha sido esperado durante mucho tiempo, y viene después de la creación de silicene en 2012, germanene en 2014 y stanene en 2015. Ciertamente lanzará un apuro por las aplicaciones".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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