(Nanowerk Nieuws) Kwantumberekeningen uitgevoerd door onderzoekers van de Universiteit van Surrey hebben wetenschappers in staat gesteld nieuwe 'fasen' van tweedimensionaal (2D) materiaal te ontdekken die kunnen worden gebruikt om de volgende generatie brandstofcelapparaten te ontwikkelen (Nanoschaal Horizons, “Evolutie van geordende nanoporeuze fasen tijdens h-BN-groei: controle van de route van gasfasevoorloper naar 2D-materiaal door in situ monitoring”). De berekeningen hielpen het onderzoek van de Technische Universiteit van Graz naar de groei van een van de meest veelbelovende 2D-materialen, hexagonaal boornitride (h-BN) – dat een honingraatkristalstructuur heeft die vrijwel identiek is aan die van het beroemdste 2D-materiaal, grafeen. Kwantumberekeningen uitgevoerd door onderzoekers van de Universiteit van Surrey hebben wetenschappers in staat gesteld nieuwe 'fasen' van tweedimensionaal (2D) materiaal te ontdekken die kunnen worden gebruikt om de volgende generatie brandstofcelapparaten te ontwikkelen. (Afbeelding: Universiteit van Surrey) Dr. Anton Tamtögl, projectleider van de Technische Universiteit van Graz, zei: “De nanoporeuze fasen die tijdens ons onderzoek zijn ontdekt, zijn niet van puur academisch belang – ze bieden mogelijkheden voor toepassingen zoals sensormaterialen, nanoreactoren, en membranen. Dit werk illustreert dat fundamentele natuur- en scheikunde routes bieden naar werkelijk relevante toepassingen van nanotechnologie.” Ultradunne 2D-materialen worden vaak gekweekt door een heet metalen oppervlak bloot te stellen aan een specifiek gas, wat ertoe leidt dat het gas op het metaal uiteenvalt en het gewenste 2D-materiaal vormt. Vanwege de hoge temperaturen is het moeilijk om de groei van 2D-materialen te volgen tijdens de verschillende tussenstappen voordat het 2D-materiaal voltooid is. De resultaten verkregen door de groep van Graz laten zien dat, voordat h-BN wordt gevormd, andere 2D-oppervlaktestructuren kunnen worden geïsoleerd. Kwantummechanische berekeningen onder leiding van Dr. Marco Sacchi uit Surrey hebben hun collega's in staat gesteld te begrijpen dat deze geordende structuren worden gemaakt door op regelmatige afstanden geplaatste gaten (zogenaamde nanoporiën) van h-BN. Dit is de eerste keer dat deze open structuren zijn geïdentificeerd en hun rol tijdens de groei van h-BN is waargenomen. Dr. Marco Sacchi van de Universiteit van Surrey zei: “We hebben bewezen dat de combinatie van experimenten en kwantumchemische berekeningen nieuw en belangrijk inzicht kan verschaffen in de groei van 2D-materialen. "We zijn al van plan onze methode te gebruiken voor het bestuderen van de groei van andere 2D-materialen, en we werken samen met internationale medewerkers om manieren te vinden om de ontwikkeling van deze veelbelovende materialen te versnellen." “Het vinden van een nieuwe fase voor zo’n bekend en technologisch belangrijk 2D-materiaal is als het ontdekken van een compleet nieuwe vlindersoort in je eigen tuin”, zegt Adrian Ruckhofer van de Technische Universiteit van Graz.