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瑞士科学家筛选出上千种潜在二维材料

科普小知识2022-04-15 14:23:13
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新华社北京3月9日电——寻找新的二维材料就像在沙子里淘金。瑞士科学家用一种新方法“试听”了大量化合物,发现了成千上万种可以制成二维材料的物质,就像打开一个宝库一样。

二维材料是与一个原子一样厚的材料,例如由单层碳原子网络组成的石墨烯。这种材料具有特殊的性质,可能会给电子和能源等许多领域带来革命。自从石墨烯在2004年首次生产以来,只有几十种二维材料被发现。

制备二维材料有两个基本思想:合成和剥离。后者指的是从具有层状结构的三维材料剥离单层。石墨烯最初是通过用普通胶带反复撕裂石墨来剥离的。瑞士洛桑联邦理工学院的科学家说,他们使用计算机来分析化合物是否能被剥离成单层,这大大减少了工作量。

研究人员在最新一期的英国杂志《自然纳米技术》上报道说,他们已经开发出一种新的算法来分析10万多种已知三维化合物的结构,初步筛选出大约5600种具有层状结构的物质,然后计算出分离各层所需的能量。结果表明,约1800种物质的结构可能适合剥离,其中1036种物质似乎非常容易剥离。

研究小组已经向公众开放了相关数据,其他研究人员可以验证计算结果。根据化合物的电、磁、热和机械性能,选择感兴趣的物质进行剥离实验。