Uspon 2D materijala: grafen i drugi dvodimenzionalni materijali

Meni su sve grupe Periodnog sistema elemenata zanimljive i zabavne na svoj način. Mislim da bi svojstva elemenata PSE mogla proučavati dok je svijeta i vijeka. 

Ipak, u posljednje vrijeme, pored nekih rijetkih metala koji se koriste za izradu gedžita, sve su mi zanimljiviji elementi IV grupe, karbon i svi oni ispod njega. Naravno, karbon mi je zanimljiv i zbog niza drugih stvari - neorganskih jedinjenja - ali ovaj put govorim o anorganskim formama. 

Jedno od posljednjih čuda nauke o materijalima bio je grafen - forma karbona koja je, zapravo, materijal od jednog jedinog sloja atoma, poredanih u heksagonalne struktrure, kao pčelinje saće. Dakle, grafen je 2D materijal. Zbog toga što je tanak, fleksibilan i otporniji od čelika te provodi struju, grafen je idealan kandidat za neke nove tehnološke napretke.

Međutim, 3. avgusta istraživači sa Stanford univerziteta u Kaliforniji potvrdili su ono što je teorija dugo vremena nagovještavala - i drugi elementi ove grupe PSE imaju svojstvo da grade 2D strukture. To može silicijum, u listovima silicena, germanijum, u folijama germanena i  - ono što je spomenuti naučni rad potvrdio - kositar (kalaj) u formi stanena. Čak to mogu i neki pripadnici V grupe PSE - fosfor može formirati fosforen.

Stanen (od latinske riječi za kositar/kalaj stannum, simbol Sn) je teoretski predvidio prof. Shou-Cheng Zhang sa Stanforda, a sada je i dokazao kako je takav materijal moguć. Profesor Zhang je za stanen predvidio i neka superzgodna svojstva, koja bi omogućila stvaranje kompjutera koji mnogo efikasnije koriste električnu energiju.

Stanen je građen, kao što rekoh, od jednog sloja atoma kositra, u formi pčelinjih saća, a "ojačan" je atomima fluora. Inače, staniol folija u domaćinstvima se nekada pravila od kositra, upravo zbog osobenosti ovog elementa da se "izvlači" i tanke, savitljive listove. Međutim, ubrzo je kositar u izradi ovih folija zamijenjen aluminijumom, jer je kositrena folja morala sadržavati i nešto otrovnog olova, ali je naziv ostao. Ipak, za foliju je pravilnije reći "alu folija" nego staniol.

Naučnici su nakon otkrića grafena dugo bili u potrazi za materijalima i strukturama koji ne samo da će biti interesantni, nego bi imali i aplikativnu, praktičnu vrijednost.