我國(guó)科研人員二維材料研發(fā)取得新成果
原標(biāo)題:二維材料研發(fā)取得新成果
新材料的研發(fā)是目前國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),往往能帶來(lái)制造業(yè)的飛躍。我國(guó)科研人員在材料研發(fā)上又出新成果:在二維過(guò)渡金屬碲化物材料的宏量制備方向取得新進(jìn)展,為二維過(guò)渡金屬碲化物材料的規(guī)?;苽涮峁┝丝赡苄?。這一成果由中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所吳忠?guī)浹芯繂T團(tuán)隊(duì),與中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所和深圳理工大學(xué)(籌)成會(huì)明院士,北京大學(xué)電子學(xué)院康寧副教授合作完成,論文近日在線發(fā)表于《自然》雜志。
二維過(guò)渡金屬碲化物材料是一類新興的二維材料,由碲原子和過(guò)渡金屬原子(如鉬、鎢、鈮等)組成,其微觀結(jié)構(gòu)類似于三明治,過(guò)渡金屬原子被上下兩層的碲原子“夾”住,形成層狀二維材料。二維過(guò)渡金屬碲化物材料因其奇特的超導(dǎo)、磁性、催化活性等物理和化學(xué)性質(zhì),在催化、儲(chǔ)能、光學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出重要應(yīng)用潛力,受到了國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
然而,目前該材料還無(wú)法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的宏量制備,其實(shí)際應(yīng)用受到阻礙。吳忠?guī)浾f(shuō):“二維過(guò)渡金屬碲化物材料一般采用‘自上而下’的制備方法,如同拆解積木,通過(guò)機(jī)械力或化學(xué)作用方式將其一層一層剝離下來(lái),從而制備出單層的二維納米片,再投入實(shí)際應(yīng)用。但之前一些常用的方法,要么效率低,要么有安全隱患,如何實(shí)現(xiàn)安全、高效化學(xué)剝離,成為科學(xué)家努力的目標(biāo)?!?/p>
科研人員創(chuàng)新性地采用固相化學(xué)插層剝離方法,篩選出了一種固相插層試劑——硼氫化鋰,實(shí)現(xiàn)了安全、高效、快速插層剝離。吳忠?guī)浾f(shuō):“整個(gè)插層剝離過(guò)程只需10分鐘,可宏量制備出百克級(jí)(108克)碲化鈮納米片,產(chǎn)量提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)?!眻F(tuán)隊(duì)還利用此方法制備出了5種不同過(guò)渡金屬的碲化物納米片和12種合金化合物納米片,證明其具有普適性。
據(jù)悉,利用這種方法制造出的二維過(guò)渡金屬碲化物納米片,制備的溶液和粉體具有良好的加工性能,可以作為各種功能性漿料,實(shí)現(xiàn)薄膜、絲網(wǎng)印刷器件、3D打印器件、光刻器件的高效和定制化加工等,有望在高性能量子器件、柔性電子、微型超級(jí)電容器、電池、催化、電磁屏蔽、復(fù)合材料等方向發(fā)揮重要作用。(記者齊芳)
(責(zé)編:李昉、李依環(huán))
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