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从实验室好奇心到工业现实:过渡金属碲化物纳米片的新曙光

由过渡金属碲化物制成的纳米片已在基础研究和各个领域的应用中表现出巨大的潜力,但直到最近,它们的大规模生产一直无法实现,这使得它们仅处于实验室新颖性而非实用的工业材料的地位。但一组研究人员最近开发了一种新颖的制造技术——使用化学溶液从母体化合物上剥离薄层,形成原子级薄片——看起来最终将实现超薄物质的承诺。

研究人员在 4 月 3 日发表在《自然》杂志上的一项研究中描述了他们的制造技术。

在超薄或“二维”材料(仅包含单层原子的材料)领域,过渡金属碲化物 (TMT) 纳米片近年来因其特别不寻常的特性而引起了化学家和材料科学家的极大兴趣。这些化合物由碲和元素周期表“中间”元素(第 3-12 族)制成,具有从半金属到半导体、绝缘和超导的一系列状态,甚至还有更奇特的状态,如以及磁性和独特的催化活性。

这些特性在电子、能源存储、催化和传感领域提供了一系列潜在的应用。特别是,TMT 纳米片由于其高导电性和大表面积,正在被探索作为电池和超级电容器中的新型电极材料,这对于清洁过渡至关重要。

潜在的应用和挑战

TMT纳米片还可用作锂氧电池的电催化剂,提高其效率和性能。新兴技术的其他潜在应用包括光伏和热电、氢气生产以及过滤和分离。人们甚至发现它们表现出有趣的量子现象,例如量子振荡和巨磁阻。

中国科学院大连化学物理研究所化学家、团队负责人吴忠帅表示:“通过大规模生产 TMT 纳米片,可以显着提高效率的行业名单非常长。” “这就是为什么这种 2D 材料可能如此令人兴奋。”

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