ما وراء الغرافين لاكتشاف مواد عجيبة جديدة

لقيَّ “الغرافين” – شريط الكربون ثنائي الأبعاد، ذو الوزن متناهي الخفة والشديد الصلابة – ترحيبًا منذ اكتشافه عام 2004 كمادة عجيبة. الآن، الباحثون ذاهبون لما هو بعد الغرافين وقد قاموا بتحضير شرائط أخرى ثنائية الأبعاد ذات خصائص خارقة من أجل تطبيقات في الإلكترونيات القابلة للارتداء، أجهزة الاستشعار وتخزين الطاقة. قامت قصة الغلاف للمجلة الإخبارية الأسبوعية للمجتمع الكيميائي الأمريكي (Chemical & Engineering News – C&EN) باستقصاء هذه الصورة واسعة النطاق.
لاحظ (ميتش جاكوبي) Mitch Jacoby مراسل كبير في (C&EN) أن معظم المواد ثنائية الأبعاد تملك في العادة خصائص معينة مثل: أنها تميل إلى الثبات، شفافة ويمكن جعلها متجانسة بسهولة مقارنة بنظائرها السائبة. بعضها تكون مواد موصلة للإلكترونات والبعض الآخر يكون مواد عازلة أو شبه موصلة. لازال هناك بعض الغموض حول ما تعنيه كلمة ثنائي الأبعاد، كم يمكن أن يكون سمكها؟ وهل يجب أن تكون المواد منفصلة؟
وعلى الرغم من أن هذه الأسئلة لم يتم الإجابة عليها بصورة كاملة، إلا أن الباحثين واصلوا تقدمهم في تخليق شرائط جديدة فائقة المرونة ذات خصائص متباينة. تندرج ضمن خمس مجموعات كبيرة: مكسينات MXenes، اكسينات Xenes، مواد عضوية organic materials، كالكوجيندات الفلزات الانتقالية transition metal dichalcogenides و النتريدات nitrides. إن المواد تمر بمراحل مختلفة من التطور مرورًا بالوجود في المختبر وصولًا إلى الأجهزة التجريبية.