黑磷來(lái)了 石墨烯怕了嗎？

　　石墨烯作為一種奇跡材料，被譽(yù)為電子產(chǎn)品的未來(lái)。但現(xiàn)在它的一個(gè)“親戚”—黑磷，具備低成本的制造工藝，有望替代石墨烯，成為下一個(gè)新材料金礦。

　　石墨烯作為一種奇跡材料，被譽(yù)為電子產(chǎn)品的未來(lái)。但現(xiàn)在它的一個(gè)“親戚”—黑磷，具備低成本的制造工藝，有望替代石墨烯，成為下一個(gè)新材料金礦。

　　磷作為元素周期表中第十五號(hào)元素，其化合物通常具有化學(xué)發(fā)光性質(zhì)，或者通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大部分無(wú)熱光。

　　黑磷，一直很難制備但在納米電子學(xué)領(lǐng)域具有應(yīng)用前景，這與二維(單原子厚)神奇材料—石墨烯非常類似。同石墨烯一樣，黑磷在制備過(guò)程中也存在難以克服的困難，它有多層結(jié)構(gòu)，為了得到所期望的二維片層，這些多層需要通過(guò)剝離工藝一層層分離開。

　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，都柏林三一學(xué)院的材料學(xué)家最近成功解決了這個(gè)問(wèn)題。他們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將黑磷浸沒(méi)在溶液中，然后用聲波轟炸它，而不是通過(guò)層層剝離，可以達(dá)到同樣的效果，并且整個(gè)過(guò)程更容易、更便宜。結(jié)果：層狀結(jié)構(gòu)松動(dòng)分離，得到只有幾個(gè)原子厚的黑磷片層。

　　迄今二維材料的奇異世界一直被石墨烯統(tǒng)治著，當(dāng)石墨烯降低到一定厚度時(shí)，其導(dǎo)電性會(huì)達(dá)到一個(gè)極端的程度，強(qiáng)于凱夫拉(譽(yù)為地球上最強(qiáng)的材料)，有望作為過(guò)濾器排從空氣中吸收氫燃料。

　　目前，僅石墨烯的應(yīng)用就有超過(guò)7000項(xiàng)專利，大部分被科技巨頭蘋果和索尼占有。石墨烯可以說(shuō)是新的硅，但并不是具有這種性質(zhì)的唯一材料。

　　黑磷有帶隙，而石墨烯是所謂的零隙半導(dǎo)體。黑磷，作為可調(diào)半導(dǎo)體，在電子設(shè)備中或許有更多的應(yīng)用：晶體管、傳感器、太陽(yáng)能電池、開關(guān)、電池電極等。其中一些應(yīng)用已經(jīng)被測(cè)試，效果非常好。同石墨烯一樣，黑色的磷也不容易大量生產(chǎn)。

　　研究人員表示，雖然黑磷納米片已經(jīng)通過(guò)液體剝離量產(chǎn)，此法仍然存在問(wèn)題，主要是因?yàn)楹诹准{米片不穩(wěn)定，會(huì)與水或氧氣反應(yīng)。必須通過(guò)有效途徑，液體環(huán)境穩(wěn)定剝離納米片，防止氧化。N-環(huán)己基-2-吡咯烷酮經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，就是研究人員要找的溶液，N-環(huán)己基-2-吡咯烷酮已在電子制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

　　黑色磷的確是黑色的，不像它的同素異形體能發(fā)光，但它對(duì)光線的分散效果確實(shí)非常好，甚至優(yōu)于石墨烯。正因?yàn)槿绱?，它非常適合應(yīng)用于光電領(lǐng)域。全新的明星材料，正在綻放光芒。