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中国学者“吹”出二维材料制备新方法时间:2018-09-20 10:00:49   浏览量:1032

图为二维材料的宏量制备领域取得新进展。(哈工大提供)

  中新网哈尔滨9月18日电(记者 史轶夫)有600多年历史的中国民间艺术“吹糖人”,如今在科研领域得到“应用”。哈尔滨工业大学18日发布消息,该校威海校区材料科学与工程学院周薇薇副教授团队在二维材料的宏量制备领域取得重要进展。

  近年来,二维结构的纳米材料由于其独特的物理、结构特性及其在光电子、场效应管、能源转换和存储等领域的潜在应用,吸引了研究人员的广泛兴趣。

  目前二维材料的制备方法主要分为气相法和液相法,但是这两种方法均存在一定的缺点,同时大多局限于层状二维材料的合成。

  研究团队受到中国传统民间艺术“吹糖人”的启发,提出了一种全新的“凝胶—膨胀”策略并合成出包括二维的金属氧化物、二维的氮掺杂碳等在内的13种二维材料。

  首先通过“溶胶—凝胶”过程得到类似于“糖浆”的粘稠状凝胶,之后利用快速加热产生的大量气体将凝胶“吹”成超薄的二维纳米片,这样就可以实现非层状二维材料的量产,且无需后续的纯化处理。

  该方法具有普适性,通过选择合适的金属前驱体和煅烧条件来合成更多的二维材料,且所得二维纳米片在锂离子电池、钠离子电池和电催化等领域均表现出非常优异的性能。

  该研究成果以《大尺寸、非层状二维纳米片的大规模生产:基于凝胶-膨胀策略的合成及其在锂/钠离子电池和催化领域的应用》为题发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》上。(完)