液氮快冷竟能“剥离”二维纳米层！

材料牛注：目前制备纳米材料的方法数不胜数，最近橡树岭国家实验室的科学家们又玩出了新花样——利用液氮急速冷却和特定反应从块体材料上活生生地“剥离”出二维纳米层材料!方法虽然简单，可要想真正实用化也并不容易。

美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的科学家们找到了一种利用无毒液氮分离块体材料制备二维纳米薄膜的新方法。据说，采用这种绿色环保的新工艺，每增加一层薄膜，其表面积就能增加20倍，这将会大大推动纳米材料的商业化应用。

橡树岭国家实验室的化学家Huiyuan Zhu说：“这其实是一项非常简单的技术。我们先用高温炉将工业氮化硼加热到800℃，使之二维层片得以生长。然后，我们将它浸泡在液氮中快冷，液氮就会渗入夹层并发生气化，进而将材料剥落或者分离成超薄片层。”

氮化硼纳米层能够用于分离和催化剂中，例如可以将汽油发动机中的一氧化碳转化为二氧化碳。氮化硼纳米层也能吸收一些有害废物。Huiyuan Zhu表示，该研究团队所掌握的这种气化剥离工艺还能够用来制备其他二维纳米材料，如最近大热的石墨烯，它在半导体、光伏发电、电极材料和水净化等领域具有广阔的应用前景。

正是由于这种单原子厚度的二维纳米材料具有的多用性和商业前景，科学家们正在努力研发更高效的方式以制备更大面积的纳米层。Huiyuan Zhu表示，现有的剥离工艺通常使用烈性的化学试剂，会产生有害的副产物，还会减少每层的表面积。

Huiyuan Zhu还说：“在这种特定条件下，每克氮化硼纳米层的表面积是278m²，相比目前工业氮化硼材料（每克10 m²的表面积）提高了20多倍，可见氮化硼是催化剂的高效载体。”

接下来的研究工作，是进一步扩大氮化硼纳米层的表面积，探究其在过滤内燃机排气物和提高氢燃料电池效率上的可行性。

参考原文链接：New nontoxic process promises larger ultrathin sheets of 2D nanomaterials.

文献链接：Controlled Gas Exfoliation of Boron Nitride into Few-Layered Nanosheets.

本文由编辑部顾玥提供素材，WDY编译，薛文嘉审核，点我加入材料人编辑部。

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