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石墨烯新妙用:合成“不可能的新材料” 2D合成开启新时代
据了解,由二维材料组成的异质结构已经在电子和磁学等技术领域开辟了许多新的可能性,因此增加二维材料的数量和多样性尤为重要。

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,在过去的一百年中,人们已经发现了数以万计的传统材料,例如金属及其合金。新材料的设计往往可以提高已知应用的效率,还可以实现以前现有材料无法实现的全新应用。

事实上,科学家们还预测了一些可能存在的二维材料,但到目前为止,只有一小部分是在实验中产生的。造成这一现象的原因之一是许多这种材料在实验室条件下不稳定。

由二维材料组成的异质结构已经在电子和磁学等技术领域开辟了许多新的可能性,因此增加二维材料的数量和多样性尤为重要。

在最近的研究中,维也纳大学和CY塞尔吉-巴黎大学的研究人员与石墨烯供应商Danubia NanoTech 合作,制造了一种新的二维材料, 这种材料由铜和碘原子夹在两层石墨烯层之间制成。这种材料通常只在极高的温度下以层状形式出现。研究成果已发表在《先进能源》杂志(Advanced Materials)上。

据悉,研究人员合成了稳定在石墨烯夹层中的二维碘化亚铜,作为在正常实验室条件下不存在的材料的第一个例子。这种合成利用了氧化石墨烯多层膜的大层间距,这使得碘和铜原子扩散到缝隙中并生长出新的材料。这里的石墨烯层有一个重要的作用,对夹层材料施加高压,从而使其变得稳定。这种尝试产生的三明治结构如下图所示。

该研究的主要作者Kimmo Mustonen说:“和往常一样,当我们第一次在显微镜图像中看到这种新材料时,我们感到巨大的惊喜。我们花了相当长的时间来弄清楚这个结构到底是什么。这使我们能够与由Viera Skákalová领导的Danubia NanoTech公司一起,设计出一个大规模生产这种物质的化学过程。”

第二作者Christoph Hofer补充说,“我们必须使用几种电子显微镜技术,以确保我们真正看到的是铜和碘的单层,并提取出精确的3D原子位置,包括我们最近开发的最新方法。”

据了解,继二维碘化铜之后,研究人员已经将该合成方法扩展到生产其他新的二维材料。该方法似乎是通用的,可以提供获得几十种新的二维材料的途径。Mustonen感叹道:“这确实是一个令人兴奋的时代。”

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