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比纸薄10万倍!印度科学家开发出世界上“最薄材料”

2018年02月08日 13:18
来源: 前瞻网

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  最薄的材料可以多薄?它可以比一张纸薄10万倍。你可能无法想象或用肉眼看到这样的材料,但这是一群印度科学家做到了。他们用一种新方法合成了一个厚度仅为1纳米的二维材料。

  印度理工学院(Gandhinagar)研究人员使用二硼化镁(一种硼化合物)合成的纳米片制作了一种前所未有的二维材料。这种材料可以找到一系列的应用 - 从下一代电池到紫外线吸收薄膜。

  人的头发约为80000纳米宽,而人类DNA的近似直径为2.5纳米。二维平面材料只有几微米(百万分之一米)长,宽,厚度为一纳米。自石墨烯诞生后,这种材料在厚度上实现的飞跃或将成为里程碑,并且成本也会降低。

  研究人员开发的纳米片是用硼原子排列成蜂窝状,用简单的方法制成的。 “我们用极其简单的方法制备了富含硼的纳米片,这种方法只需将硼化合物溶解在水中,让它在恰当的时间内重结晶。其他制备类似纳米材料的方法需要从气相沉积到基底上,这是相当昂贵的,并且限制了应用,”IIT Gandhinagar化学工程系的Kabeer Jasuja博士表示。

  这项发现已经在科学杂志ChemPhysChem上公布。

  研究人员已经表明,在环境条件下,大部分二硼化镁晶体可以在水中溶解,产生纳米晶体前体,在一段时间后以二维方式再结晶。这种非经典再结晶可以用来获得高产量的硼基纳米结构,如纳米点、纳米粒子和纳米片。

  研究人员认为,这一发现构成了二硼化镁(一种主要以其超导特性而闻名)的材料为基础的一系列重要发现。

  Jasuja说:这种方法产生了这些纳米片的胶体水溶液,这意味着这种胶体中的一滴水将含有成千上万个像微地毯一样游动的超薄纳米片。硼因其丰富的性能——低密度、高机械强度、重量轻、耐热性高,常温下比电阻高,熔点高,吸收中子能力强,耐化学侵蚀性强等特点而吸引了众多纳米技术研究人员的关注。

  这些硼基纳米结构选择性吸收紫外辐射的能力使其成为开发透明紫外线吸收膜的选择之一。

  硼的丰富化学成分有望使这些纳米片不仅用于储存能量,而且还用于以绿色方式产生能量。

  研究小组包括IIT Gandhinagar化学工程系的Harini Gunda,Saroj Kumar Das和Kabeer Jasuja。

(责任编辑:DF302)

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