金属纳米颗粒可用于电子、光学

莱斯大学的科学家们已经扩展了他们的技术，可以在一瞬间生产石墨烯，以定制其他二维材料的特性。

化学家James Tour和材料理论家Boris Yakobson的实验室在美国化学学会的ACS纳米期刊上报告说，他们已经成功地“闪现”了大量的二维二硫族化合物，将它们从半导体变成了金属。这些材料在电子、催化和润滑剂等应用中都很有价值。

该工艺采用闪焦耳加热——利用电荷显著提高材料温度——来转换半导体二硫化钼和二硫化钨。脉冲的持续时间和选择的添加剂也可以控制现金属产品的性能。

图尔说:“这种快速的过程使我们能够在不使用溶剂或水的情况下大规模制造出一种全新的高价值材料。”

二维的二硫族化合物从上面看起来像六边形的石墨烯，但从一个角度观察它们会发现一个三明治状的结构。例如，在二硫化钼中，一个单一的钼原子平面位于相似但偏移的硫平面之间。

根据研究人员的说法，以前制造每种材料的金属相(称为1T)需要更复杂的过程。即便如此，人们也知道这些产品在环境条件下是不稳定的。闪光焦耳加热似乎解决了这个问题，在千分之一秒内产生亚稳态的二硫化物。

粉末状的商用二硫族化合物与炭黑或钨粉混合，以增加其导电性，并将其放置在覆盖有电极的陶瓷管中，以超过1350安培的功率闪烁不到一秒，然后迅速冷却。管子处于真空状态，多余的气体被排出，剩下的大部分是纯金属。

根据Yakobson团队的计算，大的能量输入迫使材料晶格中出现结构缺陷，增加负电荷，使1T成为热力学上的首选相。

“这是勒夏特列原理的一个有趣的快速发展的体现:在电压下，材料转变为更具导电性的1T相，以抵消/减少施加的电场，”合著者、雅各布森小组的研究员克塞尼亚·贝茨说。“我们的详细计算表明，动力学路径是间接的:升华的硫创造了一个富含空位的晶格，在能量上更倾向于1T结构。”

图尔说，条件和添加剂会影响最终产品，这一事实应该导致对可能的变化进行系统研究。

-编辑克里斯Vavra，网络内容经理，控制工程、CFE媒体与技术、cvavra@cfemedia.com．

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