新兴铸管股份有限公司
Xinxing Ductile Iron Pipes Co.
国家材料腐蚀与防护科学数据中心分中心-智慧铸管-耐蚀钢铁材料数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
Intelligent Ductile Iron Pipe-Corrosion Resistant Steels Data Center
中文 | Eng 管理后台 数据审核 登录 反馈
制备二维纳米材料的新方法
2016-12-26 09:23:50 作者:本网整理 来源:材料牛

2D-materials-article

 

  黑磷、二硫化钼等可能不如石墨烯那样大名鼎鼎,但它们和石墨烯其实同属一门,都是科研领域的研究热点——二维材料,二维材料因其独特的性质,尤其是电性能,受到了广泛的关注。


  布里斯托大学UCL-led项目的研究结果表明,二维(2D)纳米材料可通过在液体中溶解层状材料的方法来制备。这种液体可以用于低成本二维纳米材料的量产,使二维材料有望在未来得到大范围应用。


  尽管二维纳米材料(石墨烯等)具有卓越的物理性能以及革新技术的潜力,但因其规模量产的技术尚不成熟,因此将其应用于实际还是有诸多限制和挑战。


  发表于Nature Chemistry的这一新工艺可进行许多单层二维材料的量产。研究人员将这一技术用于不同的二维材料,例如有关半导体和热电的,以此制造出可用于太阳能电池或转变废热为电的二维材料。


  UCL的物理学和天文学博士兼研究主任Chris Howard说:“二维纳米材料具有优异的性能和独特的尺寸,这意味着它们可用于各种器件,从电脑显示器到智能纺布等都可以使用二维纳米材料。”


  “许多制造和应用二维纳米材料的技术是难以实现量产或会损坏材料的,但我们已经成功地解决了这些问题。这一新工艺有助于帮助我们更深刻地体会到二维纳米材料的潜力。”


  在这项由皇家工程与工程和物理科学学院资助的研究项目中,科学家们将带正电锂离子和钾离子插入不同材料的层间,包括Bi2Te3、MoS2和TiS2等,以此给予每一层负电荷,从而创建出所谓的“层状材料盐”。这些层状材料盐,无序化学反应或搅拌即可溶于选定的溶剂中。


  科学家们用原子力显微镜分析了溶液成分,用透射电子显微镜观察了二维纳米材料的结构和厚度。他们发现,层状材料在溶液中溶解成孤立、细小、无损、清洁的小片层。


  来自UCL、布里斯托大学、剑桥石墨烯中心和苏黎世联邦理工大学的研究团队已经能够证明,即使是包含百万原子的二维纳米片也是形成稳定溶液而非悬浮液。这些二维材料的突破性分析是由Oliver Payton博士和Loren Picco博士等共同完成的。利用高速原子力显微镜可测量层厚以及二维片状区域的分布。


  这些测试对于新工艺的优化是至关重要的,并且可提供保证量产质量的最佳路线。Oliver Payton博士说:“我们使用的是世界上最快的三维超分辨率显微镜,这使我们能同时测量成千上万的二维纳米薄片,而这在传统的扫描探针显微镜上是难以实现的。”


  “我们的测量手段比其他同类的技术更为准确,这使得我们团队可以将这一新的生产工艺做到至善至美。”


  第一作者Patrick Cullen博士(UCL化学工程)说:“当我们向盐(层状材料盐)加入溶剂时,我们并没有想到这一范围的二维纳米材料会形成溶液,层状材料盐尺寸较大,但是却像普通食盐一样易溶于水。这一事实使它们在量产上可以大做文章,这不仅在科研领域有意义,在工业生产领域也很重要。


  ”我们已经证实它们可以涂到表面上,并且干燥后可自排为各种形状。它们也可以像黄金用于电镀金属一样电镀于表面。我们希望用我们的工艺制作不同的二维纳米材料,并尝试将其应用于各种领域。“


  这一技术已取得专利,并且可用于商业化生产。

 

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心