挑战世界性科学难题 实现原子级精确控制 | 武大付磊团队在二维晶
来源 | 武汉大学新闻网 编辑 | 化学加
导读J. Am. Chem. Soc.（《美国化学会志》）、Angew. Chem. Int. Ed.（《德国应用化学》）、Adv. Mater.（《先进材料》）、Cell（《细胞》）姊妹刊Chem（《化学》）等化学、材料领域顶尖期刊，最近连续报道化学与分子科学学院付磊教授课题组在原子级精确构筑二维晶体领域取得的进展。
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二维晶体是指以共价键结合形成的单个或少数原子层厚度的新型材料。独特的结构特征赋予其优异的物理化学性质及丰富的科学内涵，这使得其在众多领域（如电子器件、光电器件等）具有重要的应用前景。二维晶体的性质对结构变化非常敏感，原子级的层数变化、缺陷、掺杂都会导致其性质发生显著改变，如何精确构筑二维晶体结构是一个非常重要且极具挑战性的科学问题。
付磊团队聚焦于这一挑战取得了一系列创新性成果。他们提出了液态金属化学气相沉积方法，实现了对二维晶体的原子级精确控制。2017年，团队以武汉大学为第一署名单位独立通讯发表了8篇化学、材料领域顶尖论文，包括Chem. Rev.（《化学评论》）、J. Am. Chem. Soc.（《美国化学会志》）、Angew. Chem. Int. Ed.（《德国应用化学》）、Adv. Mater.（《先进材料》）、Chem（《化学》）、Adv. Energy Mater.（《先进能源材料》）和Nano Energy（《纳米·能源》）等。
他们成功地将镧系离子嵌入到二维晶体中，并发现其荧光峰位发生了显著的红移，这种方法为镧系元素的光学性质研究提供了全新的视角（Angew. Chem. Int. Ed. 2017,56, 10.1002/anie.201711071）。他们首次发现了二维ReS2稳定、可逆的热致弯折现象，这一特殊现象的发现填补了无机热响应领域的空白，为热响应材料的研究开拓了新的思路，并有望应用于智能器件领域，如微流体、智能窗等（Adv. Mater.2017, 29, 1704585）。
他们还首次揭示了金属纳米氧化物颗粒在液态金属中的自组装行为，并借此精确控制二维晶体成核位点，获得了超大尺寸的石墨烯单晶阵列（Chem, 2017,in press）。他们还将单元晶体阵列拓展至了异质结构阵列，利用硼吖嗪分子在石墨烯表面的自对称吸附，边刻蚀边生长，首次实现了氮化硼–石墨烯二维核壳异质结的可控制备，这将开辟一个在二维尺度上进行核壳结构自组装的新世界，促进二维晶体在下一代集成器件中的工业化应用（J. Am. Chem. Soc.2017, 139, 13997）。
基于在原子级精确构筑二维晶体领域取得的系列进展，付磊团队受邀在分别在Chem. Rev.（《化学评论》，影响因子47.928）和Chem（《化学》）上发表了题为“探索面向下一代电路的二维材料：从单体设计到组装调控”（Chem. Rev.2018, 118, in press）和“化学气相沉积法可控制备二维材料异质结”（Chem2018, 4, in press）的综述。
>>>付磊课题组网址：http://leifu.whu.edu.cn/
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