微米和纳米科技材料

自然界闻所未闻!2D材料巨大突破,仅几个原子厚,颠覆人类认知!

科学的眼光观世界 富有的思维察明理

2004年,英国曼切斯特大学Geim 小组成功分离出单原子层的石墨材料——石墨烯(graphene),二维材料的概念随即横空出世,火遍了整个科学界。不过,相较于人工制备,天然存在的二维材料却闻所未闻…

自然界闻所未闻!2D材料巨大突破,仅几个原子厚,颠覆人类认知!

二维材料指电子仅可在两个维度的非纳米尺度(1-100nm)上自由运动(平面运动)的材料,如纳米薄膜、超晶格、量子阱等。当用铅笔写字时,石墨会留下非常薄的薄片,这就是石墨烯,它们是天然存在的分层结构,故而容易提取。但是对于不是自然分层的结构,通过高效且简易的方法来构建原子厚度的薄层材料是当今材料领域的前沿。

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最近,来自澳大利亚墨尔本皇家理工大学(RMIT)的一组研究人员公布了一项令人愕然的成果,团队成功构建出大自然中从未见过的原子厚度材料。外媒指出,这一发现将从根本上颠覆现有的化学研究方法。

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为了构建2D材料,该团队将一种金属溶解在液态金属中,以产生可以剥离的超薄氧化物层。形成氧化层的过程很简单,就像“制作卡布奇诺咖啡时发泡牛奶”一样,并不需要太多的高难度技术操作,所以在理论上任何人都可以重复实验结果。

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这些原子厚薄的氧化物是优秀的半导体或介电材料,而半导体和介电元件是当今电子和光学器件的核心材料。研究人员称,这种新材料不仅成为化学新工具,更有望改善现有电子产品,增强数据存储功能,使其更加快速而且功耗更少,这种技术能力是前所未有的。

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氧化层薄层也可用于制作我们熟悉的触屏,使触屏的反应性更加灵敏,甚至人们可以最终学会制作自己的屏幕。更加令人兴奋的是,科学家预测该技术适用于周期表约三分之一的元素。

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不过,该团队没有详细说明他们的2D材料如何影响数据存储能力,将二维材料融入日常电子器件也需要比预期更长的时长。但我们可以推测,它可以使数据的传输比现在更快,并且已经有了良好的开端,二维材料改变世界或许指日可待…

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