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“石墨烯之父”盖姆:2D材料是未来应用前景最广阔的材料

经过15年的研究,科学家们已发现了拓扑绝缘体、黑磷等十几种2D材料。

图片来源:视觉中国

记者 | 徐宁

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“我们现正处于2D材料的黎明时期。2D材料可能不会像塑料和硅一样定义我们的时代,但这些新材料肯定会做出贡献,改善我们的生活。”10月30日,英国曼彻斯特大学纳米科技中心主任安德烈·盖姆在世界顶尖科学家新能源与新材料峰会上表示。

盖姆被誉为“石墨烯之父”。2004年,他和同事坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中剥离出石墨烯,两人因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯仅有一个原子的厚度,且可以单独存在,因此被称为“世界上第一种2D材料”。

盖姆在峰会上称,现在已有很多产品和设备,通过石墨烯改善了性能。

例如,石墨烯优异的导电率使得华为手机Mate20的电池充电速度变得更快。福特公司也选择使用大量的石墨烯,把车身改装得更为坚硬。

盖姆表示,人类生活在三维世界,环顾四周,我们接触的都是3D材料。大自然的基本法规定了人们在自然界中找不出非3D的材料,但自然界不生产,不意味着人类不能以人工的方式造出非3D材料。

“除石墨烯外,我们还找到了其它类似的材料。”盖姆说,“经过15年的研究,我们发现了十几种2D材料,基本上已建立起一个2D晶体材料库。”

这些2D材料包括拓扑绝缘体、过渡金属硫化物、黑磷等。

盖姆表示,未来2D材料将是应用前景最广阔的材料。因为现在最顶尖的科技技术可以用不同的排列组合,使这些单层的2D材料叠变成一个新的3D材料。通过对每一层2D材料的了解,还可以大概率判断出结合之后的材料性质。

例如,盖姆实验室研究以“石墨烯、氮化硼、二硫化钼、氮化硼、石墨烯”这样的顺序进行原子结构搭建后,可以获得和电脑屏幕一样的LED材料,这个用五层结构堆积的LED材料非常薄,且是完全透明的。

盖姆表示,类似于此的未来新3D搭建材料,可以解决很多新的问题,也可以带来更多新的产品。

他说:“这就是所谓2D材料的突破和革命。之前不可能存在,甚至完全难以想象的材料,现在科学家们可以通过不同的叠加顺序,给我们创造惊喜。”

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