二維材料的新突破:科學家合成穩定的二維碘化亞銅
通過設計合成新材料,不僅可以提高已知應用的效率,也可以實現以前現有材料無法實現的全新應用。數以萬計的二維材料雖然已經被預測存在,但目前只有少量在實驗室環境下被生產出來。導致這種情況的主要原因是這些材料的不穩定性,有些只能在實驗室環境下操作。
作為第一個在正常實驗室條件下不存在的材料的例子,近日研究人員合成了穩定在石墨烯夾層中的二維碘化亞銅。該合成方法利用了氧化石墨烯多層的層間間距,這使得碘和銅原子能夠擴散到間隙中,並生長出新材料。這裡的石墨烯層有一個重要的作用,對夾層材料施加一個高壓,從而使其變得穩定。由此產生的夾層結構顯示在下面的圖示中。
該研究的主要作者Kimmo Mustonen 說:“和往常一樣,當我們第一次在顯微鏡圖像中看到這種新材料時,我們感到巨大的驚喜。我們花了相當長的時間來弄清楚這個結構到底是什麼。這使我們能夠與由Viera Skákalová 領導的Danubia NanoTech 公司一起,設計出一個大規模生產這種物質的化學過程”。
第二作者Christoph Hofer 補充說:“我們必須使用幾種電子顯微鏡技術,以確保我們真正看到的是銅和碘的單層,並提取三維的確切原子位置,包括我們最近開發的最新方法”。
Kimmo Mustonen 總結道:“繼二維碘化銅之後,研究人員已經將該合成方法擴展到生產其他新的二維材料。該方法似乎是真正通用的,提供了獲得幾十種新的二維材料的途徑。這確實是一個令人興奮的時代”。