原標題:二維材料研發(fā)取得新成果
新材料的研發(fā)是目前國際競爭的焦點,往往能帶來制造業(yè)的飛躍。我國科研人員在材料研發(fā)上又出新成果:在二維過渡金屬碲化物材料的宏量制備方向取得新進展,為二維過渡金屬碲化物材料的規(guī)?;苽涮峁┝丝赡苄?。這一成果由中國科學院大連化學物理研究所吳忠?guī)浹芯繂T團隊,與中國科學院深圳先進技術研究院、中國科學院金屬研究所和深圳理工大學(籌)成會明院士,北京大學電子學院康寧副教授合作完成,論文近日在線發(fā)表于《自然》雜志。
二維過渡金屬碲化物材料是一類新興的二維材料,由碲原子和過渡金屬原子(如鉬、鎢、鈮等)組成,其微觀結構類似于三明治,過渡金屬原子被上下兩層的碲原子“夾”住,形成層狀二維材料。二維過渡金屬碲化物材料因其奇特的超導、磁性、催化活性等物理和化學性質,在催化、儲能、光學等領域展現(xiàn)出重要應用潛力,受到了國際學術界的廣泛關注。
然而,目前該材料還無法實現(xiàn)高質量的宏量制備,其實際應用受到阻礙。吳忠?guī)浾f:“二維過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,通過機械力或化學作用方式將其一層一層剝離下來,從而制備出單層的二維納米片,再投入實際應用。但之前一些常用的方法,要么效率低,要么有安全隱患,如何實現(xiàn)安全、高效化學剝離,成為科學家努力的目標。”
科研人員創(chuàng)新性地采用固相化學插層剝離方法,篩選出了一種固相插層試劑——硼氫化鋰,實現(xiàn)了安全、高效、快速插層剝離。吳忠?guī)浾f:“整個插層剝離過程只需10分鐘,可宏量制備出百克級(108克)碲化鈮納米片,產量提升了兩個數量級?!眻F隊還利用此方法制備出了5種不同過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。
據悉,利用這種方法制造出的二維過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,實現(xiàn)薄膜、絲網印刷器件、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、微型超級電容器、電池、催化、電磁屏蔽、復合材料等方向發(fā)揮重要作用。(記者齊芳)