物理科技生物学-PHYICA

石墨烯夹层中不可能的材料

纳米技术 2022-08-24 23:58:14

维也纳大学 单层碘化亚铜封装在两片石墨烯(灰色原子)之间

功劳:基莫·穆托宁、克里斯托夫·霍弗和维耶拉·斯卡卡洛夫 原子通过共享电子结合在一起

发生这种情况的方式取决于原子类型,也取决于温度和压力等条件

在二维(2D)材料中,如石墨烯,原子沿着一个平面结合形成只有一个原子厚的结构,这导致了由量子力学决定的迷人特性

维也纳大学的研究人员与图宾根大学、安特卫普大学和CY Cergy Paris大学合作,与Danubia NanoTech一起,生产了一种新的2D材料,由夹在两片石墨烯之间的铜和碘原子制成

研究结果发表在《先进材料》杂志上

新材料的设计可以提高已知应用的效率,或者是以前存在的材料无法达到的全新应用

事实上,在过去的一百年里,已经发现了成千上万种传统材料,如金属及其合金

类似数量的可能的2D材料已经被预测存在,但是到目前为止,只有一小部分是在实验中产生的

其中一个原因是这些材料在实验室条件下的不稳定性

在最近的研究中,研究人员合成了稳定在石墨烯夹层中的2D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

该合成利用氧化石墨烯多层的大层间间距,这允许碘和铜原子扩散到间隙中并生长新材料

这里的石墨烯层具有重要的作用,在夹层材料上施加高压,从而变得稳定

最终的夹层结构如图所示

该研究的主要作者金莫·穆托宁说:“像往常一样,当我们第一次在显微镜图像中看到这种新材料时,这是一个惊喜。”

“我们花了相当长的时间才弄清楚这个结构到底是什么

这使我们能够与以维耶拉·斯卡卡洛娃为首的达努比亚纳米技术公司一起,设计一种大规模生产纳米技术的化学工艺”,他继续说道

来自维也纳大学、图宾根大学、安特卫普大学和巴黎CY Cergy大学的科学家共同努力了解了这个结构

第二位主要作者Christoph Hofer补充说:“我们不得不使用几种电子显微镜技术来确保我们真的看到了铜和碘的单层,并在3D中提取出准确的原子位置,包括我们最近开发的最新方法。”

继2D碘化铜之后,研究人员已经扩展了合成方法,以生产其他新的2D材料

“这种方法似乎是真正通用的,提供了数十种新的2D材料

这是真正激动人心的时刻,”金莫·穆托宁总结道

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