清華-伯克利深圳學(xué)院成會(huì)明、劉碧錄團(tuán)隊(duì)發(fā)表綜述文章系統(tǒng)分析各類(lèi)剝離制備二維材料的方法

清華新聞網(wǎng)6月27日電 6月17日，清華-伯克利深圳學(xué)院成會(huì)明、劉碧錄團(tuán)隊(duì)在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)旗下的《化學(xué)學(xué)會(huì)評(píng)論》（Chemical Society Reviews）期刊上在線(xiàn)發(fā)表長(zhǎng)篇綜述文章《二維材料分散液的制備及應(yīng)用》（Preparation of 2D Material Dispersions and Their Applications）。該文章從方法論的角度系統(tǒng)地分析比較了各類(lèi)剝離制備二維材料的方法，討論并總結(jié)了基于剝離的二維材料分散液進(jìn)行宏觀(guān)體組裝的各類(lèi)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，文章探討了二維材料分散液及組裝體在電子、光電子、電催化和能源存儲(chǔ)等領(lǐng)域的應(yīng)用。最后，文章提出了二維材料在制備及應(yīng)用上的挑戰(zhàn)和重點(diǎn)研究方向。

二維材料相關(guān)研究近年來(lái)呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長(zhǎng)趨勢(shì)，這使得插層和剝離具有層狀結(jié)構(gòu)的塊體材料以制備二維材料成為研究熱點(diǎn)。相比于自下而上的制備方法，通過(guò)塊體層狀材料的剝離制備二維材料及其分散液的方法具有成本低、可大規(guī)模生產(chǎn)和與溶液加工兼容的優(yōu)勢(shì)。基于這種自上而下剝離的方法制備的二維材料及其分散液具有廣闊的應(yīng)用前景，包括電子、光電子、能源轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存、界面功能涂層等。 

二維材料分散液的制備、組裝及其在各類(lèi)器件中的應(yīng)用

在過(guò)去幾年中，自上而下剝離塊體層狀材料制備二維材料分散液研究取得了迅速的發(fā)展。然而，要實(shí)現(xiàn)二維材料分散液在各領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，仍然存在巨大的挑戰(zhàn)。有鑒于此，文章提出了以下幾點(diǎn)該領(lǐng)域可能的重要研究方向和機(jī)遇：(1) 大規(guī)模制備二維材料的方法；(2) 獨(dú)特二維材料的剝離；(3) 剝離制備的二維材料的異質(zhì)結(jié)組裝；(4) 非石墨烯二維材料的宏觀(guān)體組裝；(5) 二維材料用作模型電催化劑；(6) 金屬性二維材料在能源轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存中的應(yīng)用；(7) 應(yīng)用導(dǎo)向二維材料的合理選擇和剝離。 

圖1. 剝離層狀材料制備二維材料的方法總結(jié)

圖2. 二維材料分散液組裝薄膜的方法總結(jié)

圖3. 二維材料電催化劑的重要性及提升催化性能的策略

該綜述文章共同第一作者是清華-伯克利深圳學(xué)院（TBSI）博士后蔡興科、2017級(jí)博士生羅雨婷，文章通訊作者為成會(huì)明院士和劉碧錄研究員。

《化學(xué)學(xué)會(huì)評(píng)論》是英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)的綜述期刊（影響因子：38.618），與美國(guó)化學(xué)會(huì)的《化學(xué)評(píng)論》（Chemical Reviews）和《化學(xué)研究評(píng)述》（Accounts of Chemical Research）并稱(chēng)為國(guó)際化學(xué)化工領(lǐng)域三大綜述期刊。

原文鏈接：

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/cs/c8cs00254a#!divAbstract

供稿：清華－伯克利深圳學(xué)院 編輯：華山 審核：襄楠