En superposant des matériaux bidimensionnels (2D), des scientifiques comme l'Université de Manchester et l'Université Cornell ont confirmé des phénomènes électrochimiques basés sur une théorie établie dans les années 1950.

La théorie de Marcus-Hush du transfert d'électrons est l'un des piliers de la chimie moderne. Cependant, certaines des prédictions, tels que le comportement électrochimique à de très petites "ultramicroélectrodes" est resté non vérifié, jusqu'à maintenant.

Publié dans ACS Nano , une équipe de chercheurs basée au Département de Chimie et à l'Institut National du Graphène, ont pu fabriquer un dispositif d'un diamètre aussi petit que 5 micromètres.

En utilisant du nitrure de bore hexagonal (hBN), parfois appelé graphène blanc, l'étude montre que, les électrons pourraient traverser le hBN agissant comme une barrière entre une électrode de graphite et des molécules appropriées ("couples redox") dans une solution liquide.

Les ultramicroélectrodes sont des électrodes de dimensions caractéristiques à l'échelle micrométrique ou submicrométrique. En raison de leurs propriétés, ils ont repoussé les limites de l'électrochimie à de petites échelles de longueur.

Dans ce cas, la combinaison des ultramicroélectrodes et de l'effet tunnel à travers le hBN atomiquement plat a créé des conditions parfaites pour révéler des divergences particulières dans les propriétés électrochimiques mesurées. Ces divergences se sont avérées être une manifestation directe de la théorie de Marcus-Hush du transfert d'électrons, dans un accord étonnant avec des prédictions théoriques non prouvées.

Le Dr Matej Velicky a déclaré :« Le moment de réaliser que nos résultats expérimentaux correspondent parfaitement à une prédiction théorique non vérifiée a été exaltant, et nous a rappelé la puissance et la beauté de la méthode scientifique"

Le professeur Robert Dryfe a déclaré :« La clé de cette expérience réside dans la capacité de construire des matériaux « concepteurs », en superposant des matériaux 2D sur d'autres matériaux de manière hautement contrôlée. Une expérience aussi unique n'a été conçue que grâce aux installations et à l'expertise de l'Institut national du graphène."

En outre, cette recherche fournit une nouvelle plate-forme expérimentale, qui pourraient être appliqués pour résoudre un certain nombre de problèmes scientifiques tels que l'identification des mécanismes de réaction, modification de surfaces, ou transfert d'électrons à longue distance, qui sont des procédés très importants en catalyse chimique, sentir, et la biologie.