ASC科研探索：科学家开发出强大的二维材料家族

杜兰大学科学与工程学院的一个团队开发了一种新的二维材料系列，研究人员称其具有广阔的应用前景，包括先进的电子产品和高容量电池。

该研究由物理与工程物理系助理教授 Michael Naguib 领导，已发表在《先进材料》杂志上。

“二维材料是纳米材料，厚度为纳米尺寸（纳米为百万分之一毫米），横向尺寸是厚度的数千倍，”Naguib 说。“与散装材料相比，它们的平整度提供了一组独特的特性。”

新的二维材料家族的名称是过渡金属碳硫属化物，或 TMCC。它结合了两类二维材料的特性——过渡金属碳化物和过渡金属二硫化物。

科学与工程领域的 Ken & Ruth Arnold 早期职业教授 Naguib 表示，后者是一大类材料，经过广泛探索并发现非常有前景，尤其是在电化学能量存储和转换方面。但他说，利用它们的挑战之一是它们的低导电性和稳定性。

另一方面，他说，过渡金属碳化物是优良的导电体，具有更强的导电性。预计将这两个系列合并为一个系列在电池和超级电容器、催化、传感器和电子产品等许多应用领域具有巨大潜力。

他说：“我们没有将两种不同的材料（如乐高积木与许多有问题的界面）堆叠在一起，而是开发了一种新的 2D 材料，它结合了两种成分，没有任何界面。”

“我们使用电化学辅助剥离工艺，通过在块状过渡金属碳硫属化物层之间插入锂离子，然后在水中搅拌，”该文章的第一作者、材料物理学博士生 Ahmad Majed 说。杜兰大学的工程师在 Naguib 的小组工作。

Majed 说，与其他外来纳米材料不同，制造这些 2D TMCC 纳米材料的过程简单且可扩展。

除了 Naguib 和 Majed，团队还包括物理学和工程物理学副教授姜伟；孙建伟，物理与工程物理助理教授；博士 杜兰大学的候选人 Kaitlyn Prenger、Manish Kothakonda 和 Fei Wang；和瑞典 Linkӧping 大学的 Eric N. Tseng 博士和 Per OA Persson 教授。