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我校刘敬权教授团队在二维纳米材料氮化硼的表面功能化领域发表重要文章

2021年02月01日 11:20  点击:[]

      近期,我校材料科学与工程学院刘敬权教授团队在先进材料TOP期刊《Materials Today》上以“Challenges and Solutions in Surface Engineering and Assembly of Boron Nitride Nanosheets”为题发表有关二维纳米材料氮化硼的表面功能化领域的综述文章,该杂志的影响因子IF=26.416,SCI/一区期刊(DOI:doi.org/10.1016/j.mattod.2020.11.020)。该文章详尽地论述了近年来在氮化硼纳米材料的表面改性与自组装领域的研究成果,首次从机理的角度论述了可控的氮化硼表面改性,突出介绍了近期该领域的重大突破性工作,以及根据本课题组的工作基础对未来研究方向进行了展望。青岛大学为该成果的第一完成单位,第一作者为我校材料科学与工程学院的青年教师刘震,通讯作者是刘敬权教授和迪肯大学的杨文荣教授。

      自从2004年曼切斯特大学(University of Manchester)Geim小组成功分离出单原子层的石墨材料——石墨烯,二维纳米材料逐渐走入人们的视野。科学家们发现各种二维材料,如氮化硼(BN)、二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)、MXenes都可以通过物理剥离或者化学合成在实验室中得到。二维材料因其载流子迁移和热量扩散都被限制在二维平面内,使得这种材料展现出许多奇特的性质。其带隙可调的特性在场效应管、光电器件、热电器件等领域应用广泛;其自旋自由度和谷自由度的可控性在自旋电子学和谷电子学领域引起深入研究;不同的二维材料由于晶体结构的特殊性质导致了不同的电学特性或光学特性的各向异性,包括拉曼光谱、光致发光光谱、二阶谐波谱、光吸收谱、热导率、电导率等性质的各向异性,在偏振光电器件、偏振热电器件、仿生器件、偏振光探测等领域具有很大的发展潜力。

      其中,本文详尽论述了二维氮化硼纳米片(BNNS)的表面改性的方法与改性后材料性能的变化,重点提出了对目前研究工作中仍存在的关于化学改性和材料表征的问题,并提出了针对性的改进意见。此外,文章对改性后的BNNS在各领域中的应用价值做出了经验性的评述,例如,改性BNNS在化学催化、电催化及光催化中的应用。氮化硼因其极高的化学稳定性和热力学稳定性,很难被想象到可以将其应用于催化剂材料。然而,其超大的比表面积以及硼原子对某些化学反应(如固氮)的活化作用,让BNNS成为了一些重要反应的催化剂。在文章的最后一部分,作者们强调了改性BNNS的最新研究方向,包括单分子识别、微纳米电子器件和常温常压催化等,为未来的研究提出了重要建议。

      近几年,刘教授团队在该领域发表了一些颇具影响力的文章,论文链接如下:

      https://doi.org/10.1021/acsnano.8b06978

      https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.0c00330

      https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/chem.201603935

      本文论文链接:

      https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.11.020

 

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