Etenkin korkeateknologisissa laitteissa, kuten tietokoneissa ja älylaitteissa, käytetään harvinaisia metalleja kestämättömällä tavalla. Jotta niitä voitaisiin hyödyntää entistä kestävämmin, on kehitettävä sovelluksia ja materiaaleja, jotka sisältävät vähemmän metalleja.

Tällaisiin materiaaleihin kuuluvat atominohuet, kaksiulotteiset metallikalvot. Saippuakalvojen tapaan ne saadaan vakautettua hyödyntämällä pieniä, muissa kaksiulotteisissa nanomateriaaleissa olevia reikiä. Rajapinnat kalvojen ja reikien välillä ovat keskeisessä roolissa kalvojen vakauttamisessa. Rajapintojen mikroskooppiset rakenteet tunnetaan kuitenkin huonosti, mikä rajoittaa kalvojen hyödyntämistä sovelluksissa.

”Suunnittelemme kalvojen rajapinnoista vakaampia ja kestävämpiä laskennallisilla menetelmillä. Tutkimme reunoja, luokittelemme niitä systemaattisesti ja selvitämme niiden sähköisiä ja kemiallisia ominaisuuksia”, Pekka Koskinen kertoo.

”Projektin tuloksena saamme valmistettua vakaampia rajapintoja, joiden ansiosta voidaan valmistaa kookkaampia kalvoja magneettisiin, sähköisiin, mittausteknisiin, optisiin ja katalyyttisiin sovelluksiin. Kaksiulotteisten metallikalvojen laajempi hyödyntäminen puolestaan vähentää harvinaisten metallien tarvetta ja tekee niiden kaivostoiminnasta kestävämpää.”