Materiales monocapa

Los materiales monocapa formados por un solo elemento químico generalmente se nombran añadiendo el sufijo -eno a las primeras letras de ese elemento o de una forma en que se presenta.Por ejemplo, grafeno, derivado del grafito, una forma en que se presenta el carbono.Se ha predicho que podrían elaborarse cientos de materiales monocapa estables.[8]​ Andre Geim y Konstantín Novosiólov ganaron el Premio Nobel de Física 2010 «por experimentos innovadores sobre el material bidimensional grafeno».[9]​ El grafino (graphyne en inglés) es otro alótropo de carbono bidimensional cuya estructura es similar a la del grafeno.Sin embargo, el grafdiino (graphdiyne en inglés, grafeno con grupos diacetileno) se sintetizó sobre sustratos de cobre.[18]​[19]​ El germaneno es un alótropo bidimensional del germanio con una estructura de panal combado.[27]​ El estaneno es un aislante topológico predicho que puede mostrar corrientes eléctricas sin disipación (superconductividad) en sus bordes cerca de la temperatura ambiente.[34]​ El antimoneno es un alótropo bidimensional del antimonio, con sus átomos dispuestos en una red de panal combado.Los cálculos teóricos[35]​ predijeron que el antimoneno sería un semiconductor estable en condiciones ambientales con un rendimiento adecuado para la (opto)electrónica.Estas propiedades supercapacitivas hacen del antimoneno un material prometedor para electrodos de supercondensadores.Del bismuteno se ha dicho que es el mayor aislador topológico 2D de banda prohibida no trivial en su estado natural.[50]​ predijeron la resistencia mecánica y la conductividad térmica de fonones del β-bismuteno monocapa mediante análisis a escala atómica.[56]​[57]​ Se ha descubierto que las aleaciones de superficie forman capas bidimensionales, como en el caso del siliceno.[58]​[59]​ Estos cristales monocapa están construidos con estructuras periódicas supraatómicas donde los átomos en los nodos de la red se reemplazan por complejos simétricos.En consecuencia, también pueden esperarse que se den estas aleaciones superficiales debajo de otros materiales bidimensionales.Durante el depósito de la monocapa, la aleación actúa como base y andamio, por lo que le allana el camino.[27]​ El Ni3(HITP)2 es un conductor eléctrico organometálico (lleva níquel), cristalino, con un área de superficie alta y cuya estructura puede ser adaptada en cierta medida a los usos que se le quieran dar.La lámina se forma espontáneamente en solución, lo que permite aplicar películas delgadas mediante rotación.Este polímero tiene un límite elástico 2 veces mayor que el del acero y resiste 6 veces más la fuerza de deformación que el vidrio a prueba de balas.Uno de los primeros informes sobre el grafeno bicapa fue en el artículo seminal de 2004 en Science escrito por Andre Geim y sus colegas, en el que describían dispositivos «que contenían solo una, 2 o 3 capas atómicas.La caracterización mecánica mediante experimentación directa con el material es posible en materiales 2D que sobrevivan al experimento y que puedan depositarse en sustratos adecuados o existir de forma independiente.Muchos materiales 2D también poseen una deformación fuera del plano, lo que complica aún más medir sus propiedades.A partir de estos valores medidos directamente, existen modelos que permiten estimar la tenacidad a la fractura, el exponente de endurecimiento por trabajo, la tensión residual y el límite elástico.Los experimentos de nanoindentación generalmente se ejecutan con el material 2D en forma de tira lineal sujeta por ambos extremos, a la que se le aplica la indentación (incisión) mediante una cuña.[79]​ Las mediciones del coeficiente de Poisson en materiales 2D son generalmente sencillas.La principal expectativa entre los investigadores es que, dadas sus excepcionales propiedades, los materiales 2D reemplazarán a los semiconductores convencionales para alumbrar una nueva generación de productos electrónicos.[87]​ Sin embargo, los rápidos avances recientes en nanomateriales 2D han planteado importantes preguntas sobre sus interacciones con los restos biológicos.[91]​ Sin embargo, su nanoestructura de escaso grosor les confiere algunas características comunes.Su extrema delgadez ha sido fundamental para los avances en la biodetección y la secuenciación de genes.