金属液滴不会在表面留下薄薄的氧化皮层,如果氧化皮溶解在碱基或酸中。图片来源:RMIT大学
澳大利亚墨尔本皇家理工大学的研究人员利用液态金属制造出了比几个原子还厚的二维材料,这种材料以前从未在自然界中见过。
这一令人难以置信的突破不仅将彻底改变我们研究化学的方式,还可以应用于增强数据存储和制造更快的电子产品。这一“十年一遇”的发现发表在科学.
研究人员将金属溶解在液态金属中,形成非常薄的氧化层,这种氧化层以前并不存在分层结构,而且很容易剥离。
一旦被提取出来,这些氧化层就可以用作现代电子学中的晶体管元件。氧化层越薄,电子器件的速度就越快。更薄的氧化物层也意味着电子设备所需的电力更少。此外,氧化物层被用于制造智能手机的触摸屏。
这项研究是由墨尔本理工学院工程学院的库罗什·卡兰塔尔-扎德教授和托本·达内克博士领导的,他们和学生们在过去18个月里一直在试验这种方法。
Daeneke说:“当你用铅笔写字时,石墨会留下非常薄的薄片,叫做石墨烯,很容易提取,因为它们是自然形成的分层结构。”“但如果这些材料不是自然存在的,会发生什么呢?”
“在这里,我们发现了一种非凡而又非常简单的方法,可以创造出原子薄的材料薄片,这种材料并不自然地以分层结构存在。
“我们使用无毒的镓合金(一种类似于铝的金属)作为反应介质,用添加的金属原子薄的氧化层覆盖液态金属表面,而不是自然存在的氧化镓。
“然后,只要用光滑的表面接触液态金属,就可以剥离这层氧化层。通过向液态金属中注入空气,可以产生大量这种原子薄层,这一过程类似于在制作卡布奇诺时使牛奶起泡。”
这个过程既便宜又简单,一个非科学家都可以在厨房的炉子上完成。
“我可以把这些指示给我妈妈,她也能在家里做,”达内克说。
Kourosh Kalantar-zadeh教授说,这一发现现在将以前前所未闻的薄氧化物材料带入了日常生活,对未来的技术具有深远的影响。
“我们预测,开发的技术适用于周期表大约三分之一的元素。许多这种原子薄的氧化物是半导体或介电材料。
半导体和介电元件是当今电子和光学器件的基础。使用原子薄的元件有望产生更好、更节能的电子产品。这种技术能力以前从未有过。”
这一突破还可以应用于催化(现代化学工业的基础),重塑我们生产包括药品、化肥和塑料在内的所有化学产品的方式。
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