物理科技生物学-PHYICA

通过中间通俗是什么意思辅助研磨的层状材料的工业规模生产

纳米技术 2022-02-06 23:58:07

中国科学出版社 宏观压缩力Fc和Fc’分解成更小的微观力fi和fi的示意图?通过强制中间体装载到层材料上

层状材料的剥离机理

菲和菲。转移到滑动摩擦力ffi和ffi?在由于底部容器的旋转导致的中间体和层状材料的相对滑动下

2D雪花的原子力显微镜图像

水溶液中2D二硫化钼薄片底部的照片

信用:中国科学出版社 大量的二维材料,包括石墨烯、六方氮化硼(h-BN)、过渡金属二硫化物(如二硫化钼和二硫化钨)、金属氧化物(MxOy)、黑磷烯(b-P)等,提供了广泛的性能和众多的潜在应用,但为了充分实现它们的商业用途,前提是大规模生产

自下而上的策略,如化学气相沉积(化学气相沉积)和化学合成已被广泛探索,但迄今为止只生产了少量的二维材料

获得二维材料的另一个重要策略是从自上而下的路径,通过将大块层材料剥落成单层或几层二维材料,例如球磨、液相剥落等

自上而下的策略似乎最有可能被放大;然而,它们只适用于特定的材料

到目前为止,只有石墨烯和氧化石墨烯可以在吨级上制备,而对于其他二维材料,由于产率低,它们仍然停留在实验室状态

因此,有必要开发一种高效、低成本的二维材料制备方法,从实验室走向我们的日常生活

固体润滑剂的失效是由松散材料层之间的滑移引起的,滑移的结果是松散材料将被剥离成更少的层

基于这一认识,清华大学程慧明教授和刘碧璐教授领导的低维材料与器件实验室在北京《国家科学评论》上发表了一篇新的研究文章,提出了一种称为“中间辅助磨削去角质(iMAGE)”的去角质技术

这种剥离技术的关键是使用增加混合物摩擦系数的中间材料,并有效地向层材料施加滑动摩擦力,从而显著提高剥离效率

考虑到二维氢氮化硼的情况,生产率和能耗可达0

3 g h-1和3

01×106J·g-1,均比以前的结果好一到两个数量级

所得剥离的二维氢氮化硼薄片的平均厚度为4纳米,平均横向尺寸为1

2微米

此外,这种图像方法已经扩展到剥离一系列具有不同性质的层材料,包括石墨、Bi2Te3、b-P、MoS2、TiOx、h-BN和云母,覆盖二维金属、具有不同带隙的半导体和绝缘体

值得一提的是,与洛阳神宇钼业公司的合作

有限的

,辉钼矿精矿,一种天然存在的廉价且富含稀土的矿物,被用作二维二硫化钼薄片的工业规模剥离生产的样品

“这是除石墨烯之外的二维材料首次以超过50%的产量和超过0

1g h-1

通过我们的图像技术,二维氢氮化硼的年产量有望超过10吨

“教授

这项研究的主要作者之一刘碧如说:“我们的图像技术克服了二维材料中的一个主要挑战,我

e

并且有望在电子、能源和其他领域的广泛应用中加速其商业化

"

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