La progettazione di nuovi materiali consente di migliorare l'efficienza delle applicazioni note o di applicazioni totalmente nuove che erano fuori portata con i materiali precedentemente esistenti. In effetti, decine di migliaia di materiali convenzionali come i metalli e le loro leghe sono stati identificati negli ultimi cento anni. Un numero simile di possibili materiali 2D è stato previsto che possano esistere, ma solo una frazione di essi è stata prodotta sperimentalmente. Una ragione di ciò è l'instabilità di molti di questi materiali in condizioni di laboratorio.
Nel recente studio, i ricercatori hanno sintetizzato ioduro rameoso 2D che è stato stabilizzato in un sandwich di grafene, come primo esempio di un materiale che altrimenti non esiste in normali condizioni di laboratorio. La sintesi utilizza l'ampia spaziatura interstrato dei multistrati di grafene ossidato, che consente agli atomi di iodio e rame di diffondersi nello spazio e di far crescere il nuovo materiale. Gli strati di grafene qui hanno un ruolo importante imponendo un'alta pressione sul materiale a doppio strato che così si stabilizza.
"Come spesso accade, quando abbiamo osservato per la prima volta il nuovo materiale nelle nostre immagini al microscopio, è stata una sorpresa", ha affermato Kimmo Mustonen, l'autore principale dello studio. "Ci è voluto un bel po' di tempo per capire quale fosse esattamente la struttura. Questo ci ha permesso insieme alla società Danubia NanoTech, guidata da Viera Skákalová, di progettare un processo chimico per produrlo su larga scala". La comprensione della struttura è stata uno sforzo congiunto di scienziati delle Università di Vienna, Tubinga, Anversa e CY Cergy Paris. "Abbiamo dovuto utilizzare diverse tecniche di microscopia elettronica per assicurarci di vedere davvero un monostrato di rame e iodio e per estrarre le posizioni esatte degli atomi in 3D, compresi gli ultimi metodi che abbiamo recentemente sviluppato", ha aggiungiunto il secondo autore principale Christoph Hofer.
Seguendo lo ioduro di rame 2D, i ricercatori hanno ampliato il metodo di sintesi per produrre altri nuovi materiali 2D. "Il metodo sembra essere veramente universale, fornendo accesso a dozzine di nuovi materiali 2D. Questi sono tempi davvero emozionanti!" ha concluso Kimmo Mustonen.