(PhysOrg.com) -- Ett nytt sätt att dela upp skiktade material, liknande grafit, i material som bara är en atomtjock kan leda till revolutionerande ny elektronisk teknik och energilagringsteknik.

Ett internationellt team, ledd av forskare från Oxford University och Trinity College Dublin, har uppfunnit en mångsidig metod för att skapa dessa enatoms tjocka 'nanosheets' från en rad material med hjälp av milda ultraljudspulser, som de som genereras av anordningar för rengöring av smycken, och vanliga lösningsmedel. Den nya metoden är enkel, snabb, och billigt, och skulle kunna skalas upp för att fungera i industriell skala.

Teamet publicerar en rapport om forskningen i veckans Vetenskap .

Varje en millimeter tjockt lager grafit består av cirka tre miljoner lager grafen – ett platt ark av kol med en atomtjocklek – staplade ovanpå varandra.

"På grund av dess extraordinära elektroniska egenskaper har grafen fått all uppmärksamhet, inklusive ett nyligen genomfört Nobelpris, som fysiker hoppas att det kan, en dag, konkurrera med kisel inom elektronik, sa Dr Valeria Nicolosi vid Oxford Universitys Department of Materials, som ledde forskningen tillsammans med professor Jonathan Coleman från Trinity College Dublin. "Men i själva verket finns det hundratals andra skiktade material som skulle kunna göra det möjligt för oss att skapa kraftfull ny teknik."

Professor Coleman, från Trinity College Dublin, sa:"Dessa nya material har kemiska och elektroniska egenskaper som är väl lämpade för tillämpningar i nya elektroniska enheter, superstarka kompositmaterial och energigenerering och lagring. Särskilt, denna forskning representerar ett stort genombrott mot utvecklingen av effektiva termoelektriska material.'

Det finns över 150 av dessa exotiska skiktade material – som bornitrid, Molybdendisulfid, och volframdisulfid – som har potential att vara metalliska, halvmetalliska eller halvledande beroende på deras kemiska sammansättning och hur deras atomer är ordnade.

I decennier har forskare försökt skapa nanoark av den här typen av material eftersom att arrangera dem i atomtjocka lager skulle göra det möjligt för oss att låsa upp deras ovanliga elektroniska och termoelektriska egenskaper. Dock, alla tidigare metoder var extremt tidskrävande och arbetskrävande och de resulterande materialen var ömtåliga och olämpliga för de flesta applikationer.

"Vår nya metod erbjuder låga kostnader, en mycket hög avkastning och en mycket stor genomströmning:inom ett par timmar, och med bara 1 mg material, miljarder och miljarder en-atoms tjocka grafenliknande nanoark kan tillverkas samtidigt av en mängd olika exotiska lagermaterial, sa Dr Nicolosi.

Nanosheets skapade med denna metod kan sprayas på ytan av andra material, som kisel, att producera "hybridfilmer" som, potentiellt, göra det möjligt för deras exotiska förmågor att integreras med konventionell teknik. Sådana filmer kan användas för att konstruera, bland annat, ny design av datorenheter, sensorer eller batterier.

En rapport om forskningen, "Tvådimensionella nanoark framställda genom flytande exfoliering av skiktade material", publiceras i 4 februari-upplagan av tidskriften Vetenskap .