研究人員制造出單原子厚的金薄片

　　 新華社北京4月22日電　瑞典林雪平大學(xué)研究人員日前在英國《自然?合成》雜志上報告說，他們成功制造出僅有單原子層厚度的金薄片。這種與石墨烯結(jié)構(gòu)相似的二維材料被稱為“金烯”，在傳感、催化等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用前景。

　　 石墨烯是首個被發(fā)現(xiàn)可在室溫下穩(wěn)定存在的單原子層厚度二維材料，具有獨特的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等特性，在材料學(xué)、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用價值。自科學(xué)家2004年通過從石墨中剝離的方法首次獲得石墨烯以來，二維材料已成為材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點之一。

　　 迄今，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種單原子層結(jié)構(gòu)的二維材料，但制造單原子層金屬薄片尤為困難，因為金屬原子更傾向于聚集在一起形成納米顆粒。此前有研究團(tuán)隊成功將單原子厚度的錫和鉛粘附在其他物質(zhì)上，研究人員還制造出夾在其他材料之間的單原子層金薄片和包含多個原子層的金薄片，但制備真正獨立穩(wěn)定存在的單原子厚度二維金屬材料仍是一大挑戰(zhàn)。

　　 在最新研究中，林雪平大學(xué)研究團(tuán)隊先利用一種名為碳化鈦硅的陶瓷材料制備出碳化鈦金。碳化鈦硅呈特殊層狀結(jié)構(gòu)，包含碳化鈦層和夾在其間的單原子厚度硅層。研究人員給碳化鈦硅表面鍍金并將其暴露于高溫下，發(fā)現(xiàn)金原子可與硅原子交換位置，形成包含單原子厚度金夾層的碳化鈦金。

　　 接下來，研究人員用堿性鐵氰化鉀溶液蝕刻掉碳化鈦層，釋放出獨立的單原子層金片，其寬度可達(dá)100納米，厚度估計約為目前最薄的商業(yè)金箔的四百分之一。研究人員還在蝕刻過程中添加了表面活性劑，從而在“金烯”片和周圍液體之間形成保護(hù)屏障，防止“金烯”片粘連。

　　 研究人員表示，該制備路線是一種簡單且適用于大規(guī)模生產(chǎn)的化學(xué)方法。下一步，研究團(tuán)隊將致力于改進(jìn)從溶液中濾出“金烯”片的方法，并嘗試制備更大尺寸的“金烯”片。他們還將探索該方法是否適用于制備其他常用作催化劑的金屬的二維薄片，例如銥、鉑和鈀等。