Hồi 2004, các nhà khoa học đã tạo nên một bước đột phá khi phát triển thành công vật liệu graphene với cấu trúc 2 chiều, dày có 1 nguyên tử, mở đường cho hàng loạt những thành quả sau đó như cách điện 2D, bán dẫn và siêu dẫn 2D. Bây giờ, chuỗi thành công đó lại được nối tiếp bằng việc phát triển thành công nam châm 2D, mở đường cho hàng loạt những ứng dụng trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật con người trong thời gian tới. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí uy tín Nature.
Ban đầu, 2 nhà nghiên cứu Pablo Jarillo-Herrero và Xiaodong Xu dự định phát triển nam châm 2D một cách độc lập nhưng sau đó, họ vô tình tìm được đến nhau và quyết định sẽ cùng tiến hành nghiên cứu. Mối quan tâm của nhóm nghiên cứu chính là tập trung vào hợp chất crom tri iot bởi với các đặc tính cơ bản của nó, họ tin rằng nó có thể tạo ra được từ trường ngay cả khi bị "cán mỏng" chỉ còn độ dày của 1 nguyên tử. Theo định hướng đó, họ sử dụng kỹ thuật Băng dính Scotch (một kỹ thuật tạo màng graphene, trong đó đơn giản là đặt một mẫu vật lên trên băng dinh và gấp lại, bóc ra nhiều lần cho tới khi tạo ra các lớp than chì siêu mỏng hoặc thậm chí là 1 lớp nguyên tử). Cuối cùng, họ phát hiện rằng tại độ dày 1 nguyên tử, lớp crom tri iot vẫn thể hiện từ tính.
Trên thực tế, nam châm 2 chiều cùng với chất dẫn điện và cách điện 2 chiều có vai trò quan trọng trong sự phát triển của công nghệ điện toán hiện nay. Trước giờ, nhiều ý kiến tin rằng graphene sẽ là vật liệu thay thế cho silic để làm chip máy tính, tuy nhiên, sự tuyệt vời chưa dừng lại ở đó. Quan trọng hơn, các thành phần máy tính trong không gian 2 chiều có thể được đính lại với nhau để hình thành nên các hệ thống 3 chiều với sức mạnh khủng khiếp hơn nhưng vẫn đảm bảo cực kỳ nhỏ và mỏng. Kỹ thuật này sẽ mở ra một cách hoàn toàn mới trong việc chế tạo các thiết bị điện tử kích thước siêu nhỏ, không chỉ là những chiếc máy tính mà còn là bản mạch, cảm biến,… trong các thiết bị IoT.
Hiện các nhà khoa học vẫn đang tìm kiếm thêm những loại vật liệu khác có thể tồn tại dưới dạng 2D nhưng vẫn thể hiện đầy đủ tính chất của nó như ở dạng 3D hoặc thậm chí là có thêm những đặc tính mới. Và bây giờ, nếu chế tạo ra được nam châm 2D hoạt động được ở nhiệt độ phòng có thể được áp dụng trong vô vàn các thiết bị điện tử. Đáng tiếc, nam châm dày 1 nguyên tử mới chỉ tồn tại khi được giữ ở nhiệt độ âm 228 độ C và các nhà khoa học phải tìm được cách đưa nhiệt độ đó về bình thường để có thể thật sự áp dụng ngoài đời thường. Nếu thành công, chắc chắn sẽ lại là một bước đột phá lớn trong nhiều lĩnh vực.
