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  在國(guó)家自然科學(xué)基金和泰山學(xué)者項(xiàng)目支持下，哈爾濱工業(yè)大學(xué)威海校區(qū)材料科學(xué)與工程學(xué)院周薇薇副教授團(tuán)隊(duì)在二維材料的宏量制備領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究成果以Mass Production of Large-sized, Nonlayered 2D Nanosheets: Their Directed Synthesis by A Rapid “Gel-Blowing” Strategy, and Applications in Li/Na Storage and Catalysis (大尺寸、非層狀二維納米片的大規(guī)模生產(chǎn)：基于凝膠-膨脹策略的合成及其在鋰/鈉離子電池和催化領(lǐng)域的應(yīng)用)為題發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Materials》上。

  近幾年來(lái)，二維結(jié)構(gòu)的納米材料由于其獨(dú)特的物理、結(jié)構(gòu)特性及其在光電子、場(chǎng)效應(yīng)管、能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，吸引了研究人員的廣泛興趣。但是，目前二維材料的制備方法主要分為氣相法和液相法，但是均存在一定的缺點(diǎn)，如化學(xué)氣相沉積法成本高、產(chǎn)量低，液相法很難獲得大尺寸的二維納米片，且后續(xù)需要繁瑣的純化處理。此外，上述方法大多局限于層狀二維材料的合成。

  研究團(tuán)隊(duì)受到中國(guó)傳統(tǒng)民間藝術(shù)“吹糖人”的啟發(fā)，提出了一種全新的“凝膠-膨脹”策略并合成出包括二維的金屬氧化物、二維的氮摻雜碳、二維金屬氧化物/氮摻雜碳以及二維金屬/氮摻雜碳等在內(nèi)的13種二維材料。首先通過(guò)溶膠-凝膠過(guò)程得到類似于“糖漿”的粘稠狀凝膠，之后通過(guò)快速加熱產(chǎn)生的大量氣體將凝膠“吹”成超薄的二維納米片，可以實(shí)現(xiàn)非層狀二維材料的量產(chǎn)，且無(wú)需后續(xù)的純化處理。“凝膠-膨脹”策略綜合了氣相法和液相法的優(yōu)點(diǎn)，所得納米片質(zhì)量高、成分均勻，厚度可達(dá)2-3 nm，直徑可達(dá)100 μm。該方法具有普適性，通過(guò)選擇合適的金屬前驅(qū)體和煅燒條件，可以合成出更多的二維材料。所得二維納米片在鋰離子電池、鈉離子電池和電催化等領(lǐng)域均表現(xiàn)出非常優(yōu)異的性能。此項(xiàng)研究成果得到審稿人的充分肯定和高度評(píng)價(jià)。

  哈爾濱工業(yè)大學(xué)威海校區(qū)為本論文的第一單位，周薇薇副教授和溫廣武教授為本論文的共同通訊作者。此外，團(tuán)隊(duì)在金屬有機(jī)框架材料(MOFs)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用也取得了進(jìn)展，相關(guān)成果于今年初以封面文章的形式發(fā)表在Journal of Materials A, 2018, 6, 2974上。

  文獻(xiàn)信息：Mass Production of Large‐Sized, Nonlayered 2D Nanosheets: Their Directed Synthesis by a Rapid “Gel‐Blowing” Strategy, and Applications in Li/Na Storage and Catalysis (Advanced Materials, 2018, 1803569. DOI: 10.1002/adma.201803569)

  文獻(xiàn)鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201803569