Графен, двухмерный кристалл углерода, считается одним из самых перспективных материалов в мире. К сожалению, использование графена в электронике ограничено, поскольку он не имеет характерной для полупроводников запрещенной зоны.

Исследователи из Германии и США попытались решить эту проблему, присоединив к слою графена атомы водорода в условиях сверхвысокого вакуума. Однако реакция пошла совершенно не так, как предполагали ученые.

Водород образовывал с углеродом графена кратковременную химическую связь, а затем покидал поверхность графена. При этом большая часть энергии водорода терялась, указывает Science Daily,

Чтобы объяснить это явление, исследователи разработали компьютерную модель и сравнили ее с экспериментальными данными. Это позволило воспроизвести сверхбыстрые движения атомов во время реакции.

Взаимодействие водорода с графеном оказалось одной из самых быстрых химических реакций, известных в науке. В общей сложности на формирование и распад связи ушло около десяти фемтосекунд — то есть десять квадриллионных долей секунды.

В течение этого короткого срока атом водорода передал графену почти всю свою энергию, которая распространилась по поверхности последнего, подобно следам на воде.

Полученные результаты дали новые представления о природе химических связей. Кроме того, они помогли приблизиться к созданию полупроводников на основе передового двумерного материала.

Графен — не единственный перспективных двухмерный материал. Один из главных его конкурентов — борофен, двухмерная модификация бора. Ученые надеются использовать его в аккумуляторах, для катализа и хранения водорода.