二維材料非常薄，只有幾個原子厚，具有獨特的性質，使其在能量儲存、催化和水淨化等方面極具吸引力。瑞典林雪平大學研究人員開發出一種能夠合成數百種新型二維材料的方法。研究發表在最新一期的《科學》雜誌。
自從石墨烯被發現以來，有關極薄材料（即所謂的二維材料）的研究呈指數級增長。二維材料相對於其體積或重量具有極大的表面積，因此產生了一系列物理現象和獨特的性能，例如良好的導電性、高強度或耐熱性，使得二維材料在基礎研究和應用中都受到關注。
最大的二維材料家族是MXene，由稱為MAX相的三維母體材料創建。它由3種不同的元素組成：M是過渡金屬，A是（A族）元素，X是碳或氮。透過用酸去除A元素（剝離），可創建二維材料。但到目前為止，MXene是唯一以這種方式創建的材料系列。
研究人員引入了一種理論方法來預測其他可能適合轉換為二維材料的三維材料，並證明了理論模型與現實是一致的。
研究人員採用了3步驟流程。首先，他們發展了一個理論模型來預測哪些母材是適當的。透過瑞典國家超級電腦中心的大規模計算，研究人員從包含66643種材料的資料庫中識別出119種有前途的三維材料。
其次，他們嘗試在實驗室中製造這種材料。研究人員從母體材料YRu2Si2中去除了釔（Y），從而形成了二維的Ru2SixOy。
最後一步是進行實驗室驗證，他們使用掃描透射電子顯微鏡Arwen在原子層級上檢查材料及其結構。利用Arwen還可使用光譜法研究材料由哪些原子組成。
研究證明了理論模型確實有效，並且所得材料由正確的原子組成。該理論可付諸實踐，從而將化學剝離的概念擴展到比MXene更廣泛的材料中。
林雪平大學助理教授週潔。圖片來源：OLOVPLANTHABER
總編輯圈點：
自從石墨烯橫空出世，越來越多的二維材料家族成員進入人類視野。在電子元件領域，許多二維材料憑藉著更高的電荷遷移率、更小的功耗等，展現出比傳統矽材料更優越的性能。不僅如此，在燃料電池、太陽能電池等新能源領域，二維材料憑藉其獨特結構和可調控特性，擁有廣泛應用前景。科學家發現能夠合成數百種新型二維材料的方法，將使二維材料家族進一步壯大，也為二維材料科學研究提供了更多可能。
（圖片來源：科技日報）
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