Dussintals nya tvådimensionella material som liknar grafen finns nu tillgängliga, tack vare forskning från University of Manchesters forskare.

Dessa 2D-kristaller kan leverera designmaterial med revolutionerande nya egenskaper.

Problemet har varit att den stora majoriteten av dessa atomärt tunna 2D-kristaller är instabila i luft, så reagera och bryts ner innan deras egenskaper kan fastställas och deras potentiella tillämpningar undersökas.

Skriver in Nanobokstäver , Teamet från University of Manchester visar hur skräddarsydda tillverkningsmetoder kan göra dessa tidigare otillgängliga material användbara.

Genom att skydda de nya reaktiva kristallerna med stabilare 2D-material, som grafen, via datorstyrning i en specialdesignad inertgaskammarmiljö, dessa material kan framgångsrikt isoleras till ett enda atomlager för första gången.

Genom att kombinera en rad 2D-material i tunna staplar ger forskarna möjlighet att kontrollera materialens egenskaper, som kan göra det möjligt för "beställningsmaterial" att möta industrins krav.

Högfrekvent elektronik för satellitkommunikation, och lätta batterier för mobil energilagring är bara två av de applikationsområden som kan dra nytta av denna forskning. Genombrottet skulle kunna göra det möjligt för många fler atomärt tunna material att studeras separat samt fungera som byggstenar för flerskiktsenheter med sådana skräddarsydda egenskaper.

Laget, ledd av Dr Roman Gorbatjov, använde sin unika tillverkningsmetod på två speciella tvådimensionella kristaller som har skapat ett intensivt vetenskapligt intresse under de senaste 12 månaderna men som är instabila i luft:svart fosfor och niobdiselenid.

Tekniken som teamet har banat väg för gör att de unika egenskaperna och de utmärkta elektroniska egenskaperna hos dessa luftkänsliga 2D-kristaller avslöjas för första gången.

Isoleringen av grafen 2004 av ett team från University of Manchester ledd av Sir Andre Geim och Sir Kostya Novoselov ledde till upptäckten av en rad 2D-material, var och en med specifika egenskaper och kvaliteter.

Dr Gorbatjov sa:"Detta är ett viktigt genombrott inom området för 2D-materialforskning, eftersom det tillåter oss att dramatiskt öka mängden material som vi kan experimentera med med vår expanderande 2D-kristallverktygslåda.

"Ju mer material vi har att leka med, desto större potential finns det för att skapa applikationer som kan revolutionera vårt sätt att leva." Sir Andre Geim tillade: