La découverte du graphène, une forme en couches 2D de carbone, une fois provoqué un changement de paradigme dans la science et la technologie pas comme les autres. Comme ce matériau merveilleux a attiré l'attention des scientifiques des matériaux du monde entier, il a stimulé la recherche sur d'autres matériaux qui étaient structurellement similaires, tels que les "matériaux van der Waals, " qui comprennent des couches atomiques 2D fortement liées qui sont maintenues ensemble par de faibles interactions intercouches appelées "forces de van der Waals". comme l'empilage, torsion, et l'insertion de molécules étrangères entre les couches, ce qui leur a conféré des propriétés physiques intéressantes avec plusieurs applications pratiques.

A peu près au même moment, il a émergé une autre classe remarquable de matériaux appelés « alliages à haute entropie » (HEA). Les HEA sont formés en mélangeant cinq métaux ou plus dans des concentrations spécifiques telles qu'un nombre infini de combinaisons potentielles sont possibles simplement en ajustant leur spin (moment angulaire intrinsèque), charger, et composition. Les propriétés notables des HEA comprennent leur haute ténacité et leur résistance à la corrosion. Ainsi, tout comme les matériaux van der Waals, Les HEA ont également plusieurs applications uniques.

Maintenant, une équipe de scientifiques du Japon et de la Chine a tenté de fusionner ces deux types de matériaux pour former quelque chose qui hérite des propriétés souhaitables des deux. Prof. Hideo Hosono du Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Japon, qui est le pionnier des matériaux d'électrodes 2D et a dirigé l'étude, expose leur motivation :« Le mariage de ces deux matériaux nous apporterait plus de degrés de liberté et élargirait le territoire des deux, ouvrant de nouvelles possibilités d'application."

Dans leur étude, publié dans le Journal de l'American Chemical Society, l'équipe a d'abord synthétisé des échantillons polycristallins et monocristallins des nouveaux matériaux, qu'ils appelaient « van der Waals à haute entropie, " ou HEX, matériaux. Ils ont ensuite caractérisé les structures et les états chimiques de ces nouveaux matériaux par diffraction des rayons X et spectroscopie photoélectronique des rayons X, respectivement. Parmi les propriétés physiques qu'ils ont mesurées figuraient la résistivité, commande magnétique, et la capacité calorifique. Ils ont également mesuré la résistance à la corrosion des matériaux en acide, base, et des solutions organiques.

Les matériaux HEX provenaient de trois catégories de matériaux van der Waals (vdW), à savoir, dichalcogénures métalliques (de formule ME2, M =métal, E =Soufre, Sélénium, Tellure), halogénures, et le trisulfure de phosphore (PS3), dont chacun a été mélangé avec une combinaison unique de métaux de transition, par ex. fer à repasser, nickel, cobalt, manganèse.

L'équipe a découvert qu'en introduisant plusieurs composants, ils pourraient induire plusieurs propriétés physiques remarquables telles que la supraconductivité (dichalcogénure HEX), commande magnétique (PS3 HEX), transition métal-isolant (dichalcogénure HEX), et une forte résistance à la corrosion (dichalcogénure HEX).

Avec ces résultats encourageants, l'équipe envisage des applications pratiques des matériaux HEX. « La haute résistance à la corrosion pourrait être une voie prometteuse pour la conception de catalyseurs hétérogènes. Le concept de haute entropie pourrait également être introduit dans d'autres matériaux de faible dimension, et compte tenu de leurs possibilités infinies, nous pensons que ces matériaux méritent l'attention de la communauté des chercheurs, " dit un professeur enthousiaste Hosono.

Une infinité de possibilités est difficile à ignorer.