曼彻斯特大学夏洛特·琼斯 学分:曼彻斯特大学 曼彻斯特大学国家石墨烯研究所的一组研究人员开发了一种合成二维材料的新方法，这种材料被认为是不可能的，或者至少是现有技术无法获得的
石墨烯是世界上第一种二维材料，随后为其他二维材料的隔离打开了大门
石墨烯和其他二维材料通常有一个被称为“体类似物”的三维对应物
例如，石墨烯是由石墨衍生的单层碳原子
最近，人们对不含层状块状类似物的合成二维材料的制造越来越感兴趣
研究人员已经开始研究没有三维副本的二维材料
传统上，二维材料是通过一种叫做机械剥离的过程来分离的——将大块材料剥离，直到获得一个单层
与这些层状晶体相反，那些没有层状结构的材料通过原子平面之间的共价键结合在一起，这不允许机械剥离
正如《纳米快报》上发表的那样，通过化学转化，该大学的研究小组能够将现有的层状材料层转化为新的共价二维材料
例如，机械剥离的二维硒化铟(InSe)通过氟化过程转化成原子级薄的氟化铟(InF3)，其具有非层状结构，因此不可能通过剥离获得
实际上，提议的二维材料的化学转换策略只不过是通过化学修饰将现有二维材料的原子层缝合在一起
获得的新二维氟化铟是一种半导体，在可见光和红外光谱范围内表现出高光学透明度，并有可能用作二维玻璃
领导该团队的国家石墨烯研究所和化学工程与分析科学部的拉胡尔·奈尔教授说:“材料的化学改性已被证明是获得具有所需且通常不寻常性质的新材料的有力工具
为了理解二维材料在原子尺度上的化学转化，还有进一步的工作要做，包括单个原子层之间的相对取向和协同作用对其化学反应性的影响
我们相信，我们的工作在材料科学方面取得了重大进展，是人工二维材料发展的一个里程碑
" 领导实验的毗湿奴·斯里帕尔是这篇论文的主要作者，他说:“我们的工作清楚地证明了创造人造二维共价材料的可能性
该流程可控、易于执行且非常有效
通过精确控制初始二维层的厚度，新的共价二维材料的厚度可以以原子级精度控制
新的共价二维材料也可以可控地掺杂掺杂掺杂剂”
“我们还通过将大面积InSe薄膜化学转化为InF3薄膜，证明了我们方法的可扩展性
“此外，研究小组设想，这种化学转化可以扩展到范德瓦尔斯异质结构，以获得人工杂共价固体
通过以被称为异质结构的精确选择的顺序层叠原子，具有某些特性的设计材料可以被创造出来，这些特性不是自然产生的，而是提供特定的品质
研究人员按照与其预期应用相关的顺序组装这些新材料，过程类似于堆叠乐高积木
通过展示二维共价固体的可能性，研究人员现在在他们的操场上有更多的“乐高”来创造具有定制属性的新材料
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