基于中间体辅助研磨剥离的二维材料量产
应用物理
2020-07-15 v1 材料科学
摘要
二维(2D)材料的可扩展高效生产是其商业应用的先决条件。目前,仅石墨烯和氧化石墨烯可实现吨级生产,而其他2D材料无法如此大规模生产阻碍了其技术应用。在此,我们报道一种研磨剥离方法,其使用微粒作为力中间体,将施加的压缩力分解为大量小剪切力,诱导层状材料的高效剥离。该方法称为中间体辅助研磨剥离(iMAGE),可用于多种2D材料的大规模生产。作为示例,我们将块体h-BN剥离为具有大薄片尺寸、高质量和结构完整性的2D h-BN,剥离产率高达67%,生产速率达0.3 g h-1,能耗低至3.01x10^6 J g-1。生产速率和能耗较前人结果优一至两个数量级。除h-BN外,该iMAGE技术已用于剥离石墨、黑磷、过渡金属硫族化合物和金属氧化物等多种层状材料,证明了其通用性。以天然低成本且丰富的辉钼矿精矿为演示,实现了2D MoS2薄片的大规模剥离生产。我们的工作表明iMAGE方法在量产多种2D材料方面的巨大潜力,为其商业应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2007.06921,
title = {Mass Production of Two-Dimensional Materials by Intermediate-Assisted Grinding Exfoliation},
author = {Chi Zhang and Junyang Tan and Yikun Pan and Xingke Cai and Xiaolong Zou and Hui-Ming Cheng and Bilu Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.06921},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 4 figures