La technique d’imagerie fournit un lien vers des produits innovants – Technoguide

Quand on pense aux liens avec le futur – la transition globale vers l’énergie solaire et éolienne, la réalité virtuelle tactile ou les neurones synthétiques – les grandes idées ne manquent pas. Ce sont les matériaux pour exécuter les grandes idées – la capacité de fabriquer les batteries lithium-ion, l’optoélectronique et les piles à combustible à hydrogène – qui se situent entre le concept et la réalité.

Entrez dans les matériaux bidimensionnels, la dernière étape de l’innovation. Constitués d’une seule couche d’atomes, les matériaux bidimensionnels comme le graphène et le phosphorène présentent de nouvelles propriétés au potentiel considérable. Avec une capacité à être combinés comme des briques Lego, ces matériaux offrent des connexions aux produits futurs, y compris de nouveaux moyens de transporter à la fois l’énergie et les personnes, avec une transmission d’énergie plus efficace, et des véhicules à énergie solaire et éolienne sur les routes et dans le ciel.

Une étude menée par des chercheurs de l’Université de Géorgie annonce l’utilisation réussie d’une nouvelle technique de nanoimagerie qui permettra aux chercheurs de tester et d’identifier ces matériaux de manière globale à l’échelle nanométrique pour la première fois. Maintenant, il existe un moyen d’expérimenter de nouveaux matériaux pour nos grandes idées à une très, très petite échelle.

“Les sciences fondamentales – conductivité électrique à petite échelle, émission de lumière, changements structurels – se produisent à l’échelle nanométrique”, ont déclaré Yohannes Abate, Susan Dasher et Charles Dasher MD Professeur de physique au Franklin College of Arts and Sciences et auteur principal de l’étude nouveau papier. “Ce nouvel outil nous permet de visualiser tout cela combiné avec une spécificité et une résolution sans précédent.”

“Comme nous ne pouvons pas voir les atomes avec les méthodes traditionnelles, nous devions inventer de nouveaux outils pour les visualiser”, a-t-il déclaré. La technique d’imagerie hyperspectrale permet aux scientifiques d’inspecter simultanément les propriétés électriques, les propriétés optiques et les propriétés mécaniques à l’échelle de longueur fondamentale.

La recherche sur l’imagerie hyperspectrale est soutenue par des subventions de la United States Air Force et de la National Science Foundation. Les chercheurs ont créé une feuille épaisse d’un atome de deux types de semi-conducteurs cousus ensemble, similaire à l’assemblage d’un Lego atomique, avec des propriétés que l’on ne trouve pas dans les matériaux épais traditionnels. Avec des cristaux d’un seul atome d’épaisseur, chaque atome est littéralement exposé à la surface, combinant des propriétés atomiques qui se traduisent par de nouvelles propriétés.

«Au cœur de la science des matériaux se trouve la nécessité de comprendre les propriétés fondamentales des nouveaux matériaux, sinon il est impossible de tirer parti de leurs propriétés uniques», a déclaré Abate. “Cette technique nous rapproche un peu plus de la possibilité d’utiliser ces matériaux pour un certain nombre d’applications potentielles.”

Celles-ci incluent diverses formes d’applications électroniques ou de systèmes électroluminescents. Comment vérifier simultanément l’effet de très petits changements dans la composition atomique, la conductivité et la réponse lumineuse de matériaux à un seul atome d’épaisseur a été le défi jusqu’à présent, a déclaré Abate.

Le physicien Richard Feynman, lauréat du prix Nobel, qui envisageait la nanotechnologie dès les années 1960, a prédit que, à mesure que les scientifiques seraient capables de choisir et de remplacer certains types d’atomes, ils seraient capables de fabriquer pratiquement n’importe quel matériau imaginable.

«Plus d’un demi-siècle plus tard, nous n’en sommes pas encore là, mais là où nous en sommes, nous pouvons les visualiser, et à cette échelle, de nouveaux problèmes peuvent survenir et nous devons comprendre ces propriétés dans le cadre de la compréhension du grand mettre à l’échelle les propriétés des matériaux avant de pouvoir les utiliser », a déclaré Abate.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Géorgie. Original écrit par Alan Flurry. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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