1. Nat. Rev. Mater.：非金屬載流子用于水系電池的研究進(jìn)展
載流子是決定電池化學(xué)性質(zhì)和性能的基本組成部分。研究發(fā)現(xiàn)，非金屬載流子是水系電池中金屬載流子的有效替代品，可實(shí)現(xiàn)快速動力學(xué)，較長的循環(huán)壽命和較低的制造成本。非金屬載流子不僅可以插入電極骨架中，在其中建立共價(jià)離子鍵，而且還可以用作電荷轉(zhuǎn)移的可逆氧化還原中心，與基于金屬載流子的電池相比，具有卓越的性能。有鑒于此，香港城市大學(xué)支春義教授，美國俄勒岡州立大學(xué)紀(jì)秀磊教授綜述了陽離子和陰離子非金屬載流子在水系電池中的研究進(jìn)展。
本文要點(diǎn)：
1）作者首先闡明了非金屬載流子種類，電荷存儲機(jī)制和電池構(gòu)型。重點(diǎn)總結(jié)了陽離子和陰離子非金屬載流子及其與電極材料的獨(dú)特相互作用的最新研究。
2）作者接下來基于多個(gè)電池參數(shù)，例如成本，反應(yīng)電位范圍，容量，倍率性能和循環(huán)壽命等，評估了具有不同非金屬載流子的電池性能。
3）作者最后比較了非金屬載流子和金屬載流子的存儲性能，并討論了用于構(gòu)建基于非金屬載流子的水系電池的電極反應(yīng)設(shè)計(jì)原理以及電極材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072
Liang, G., Mo, F., Ji, X. et al. Non-metallic charge carriers for aqueous batteries. Nat Rev Mater (2020)
DOI：10.1038/s41578-020-00241-4
https://doi.org/10.1038/s41578-020-00241-4
2. Nano Letters：范德華異質(zhì)結(jié)中出現(xiàn)的磁相互作用
基于層狀材料的垂直范德華（vdWs）異質(zhì)結(jié)作為一類新的量子材料引起了人們的興趣，其中界面電荷轉(zhuǎn)移耦合可以產(chǎn)生引人入勝的強(qiáng)關(guān)聯(lián)現(xiàn)象。過渡金屬硫化物是一個(gè)獨(dú)特的材料家族，包括鐵磁半導(dǎo)體、多鐵性和超導(dǎo)體等。近日，美國紐約州立大學(xué)布法羅分校Shenqiang Ren報(bào)道了一種通過插入分子供電子體雙（乙烯二硫）四硫富瓦烯（BEDT-TTF，ET）到層狀材料（Li，F(xiàn)e）OHFeSe （LFS）中生長的有機(jī)?無機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu)（LFS-ET），其超導(dǎo)基態(tài)是由于氫氧化層的插入而產(chǎn)生。
本文要點(diǎn)：
1）研究發(fā)現(xiàn)，這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的分子插層誘導(dǎo)了從順磁到類自旋玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變對ET的化學(xué)計(jì)量比和外加磁場很敏感。此外，ET降低了異質(zhì)結(jié)中的電阻率，進(jìn)而改變了異質(zhì)結(jié)對激光的響應(yīng)。
這種混合異質(zhì)結(jié)構(gòu)為研究強(qiáng)相關(guān)層狀材料中出現(xiàn)的磁性和電子行為提供了一個(gè)很有前途的平臺。
磁性材料學(xué)術(shù)QQ群：127996112
Yulong Huang, et al, Emerging Magnetic Interactions in van der Waals Heterostructures, Nano Letters, 2020
DOI：10.1021/acs.nanolett.0c02175
https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02175
3. Nano Letters：離子液體澆注提高單層納米多孔石墨烯膜的氣體分離效率
超薄二維（2D）單層原子晶體材料具有無限小的厚度和機(jī)械強(qiáng)度，為拓展新型分離技術(shù)領(lǐng)域提供了巨大的潛力。其中穿孔具有亞納米孔的2D單層材料，并具有原子精度，用于篩選類似大小的分子一直是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。近日，美國田納西大學(xué)諾克斯維爾分校Sheng Dai報(bào)道了離子液體（IL）/石墨烯雜化膜在CO2和N2分離方面的優(yōu)異分離性能。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員利用常壓化學(xué)氣相沉積（CVD）方法，在固體銅襯底上，在接近無氧化劑的氣氛中合成了晶粒尺寸大于5 mm的單晶單分子層石墨烯。由于石墨烯和薄壁碳納米管（CNTs）之間存在可靠的范德華相互作用，單層石墨烯隨后通過直接壓制的方法轉(zhuǎn)移到CNTs網(wǎng)絡(luò)載體上。然后通過O2等離子體刻蝕在碳納米管網(wǎng)/石墨烯雜化膜中形成納米孔，并滴加一層基于咪唑的超薄層IL。
2）超薄的離子液體提供了納米孔尺寸和化學(xué)親和力的動態(tài)調(diào)節(jié)，同時(shí)保持了單層納米多孔石墨烯膜的高滲透性。j雜化膜具有4000 GPU的高CO2透過率和高達(dá)32的CO2/N2選擇性。
這種合理的雜化設(shè)計(jì)為擴(kuò)大原子薄納米孔膜的氣體分離能力提供了一個(gè)普遍的研究方向。
多孔材料學(xué)術(shù)QQ群：813094255
Wei Guo, et al, Broadening the Gas Separation Utility of Monolayer Nanoporous Graphene Membranes by an Ionic Liquid Gating, Nano Letters, 2020
DOI：10.1021/acs.nanolett.0c02860
https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02860
4. Angew：陽離子添加劑在Na-O2電池中的雙功能效應(yīng)
非質(zhì)子型Na-O2電池以其低過電位和高能量密度引起了人們越來越多的興趣。然而，其循環(huán)穩(wěn)定性和庫侖效率受到鈉枝晶形成和超氧化物(O2-)降解的嚴(yán)重限制。近日，南開大學(xué)李福軍教授，澳大利亞伍倫貢大學(xué)侴術(shù)雷教授報(bào)道了一種雙功能陽離子添加劑，四丁基銨陽離子(TBA+)，用于同時(shí)保護(hù)Na負(fù)極和穩(wěn)定超氧化物。
本文要點(diǎn)：
1）TBA+在Na負(fù)極上的吸附抑制了鍍鈉過程中枝晶的形成，保證了負(fù)極在Ar和O2氣氛中高電流密度下的循環(huán)穩(wěn)定性。此外，含有TBA+的非質(zhì)子型Na-O2電池表現(xiàn)出更高的庫侖效率和良好的倍率性能。
2）研究人員通過從頭算分子動力學(xué)模擬和密度泛函理論計(jì)算證實(shí)了O2-的快速解溶動力學(xué)和O2-與TBA+歧化反應(yīng)的抑制。
這種陽離子添加劑的雙功能效應(yīng)為發(fā)展Na-O2電池開辟了一條新的途徑。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072
Shuo Zhao, et al, Bifunctional Effects of Cation Additive on Na?O2 Batteries, Angew. Chem. Int. Ed.
DOI: 10.1002/anie.202012787
https://doi.org/10.1002/anie.202012787
5. AM：三維Ni/碳多功能電催化劑
昆士蘭大學(xué)王連洲、齊魯工業(yè)大學(xué)Xuebo Zhao、Jianxing Shen、Liting Yan等報(bào)道了一種構(gòu)建高活性多功能電極，能夠用于HER、OER、ORR多種分解水、鋅-空氣電池相關(guān)的電催化反應(yīng)。具體的，作者發(fā)展了一種Ni-MOF/石墨烯氧化物復(fù)合物熱解合成自支撐的三維異質(zhì)結(jié)薄膜材料。在熱解過程中，1D碳納米管通過MOF的連接組分中的碳生成，同時(shí)和2D石墨烯結(jié)合，形成3D自支撐薄膜材料。
本文要點(diǎn)：
1）實(shí)驗(yàn)/理論計(jì)算結(jié)果結(jié)合顯示，N修飾碳?xì)ず蚇i納米粒子之間通過協(xié)同作用展現(xiàn)了非常高的電催化活性，在HER、OER中分別展現(xiàn)了95 mV、260 mV過電勢（10 mA cm-2）。此外，在ORR反應(yīng)中半波電位達(dá)到0.875 V，該數(shù)值和Pt/RuO2的催化性能類似，在非貴金屬催化劑領(lǐng)域中性能達(dá)到最優(yōu)的級別。這種“多合一”電催化劑在鋅-空氣電池中展示了非常高的性能，展示了其廣泛的應(yīng)用前景。
電催化學(xué)術(shù)QQ群：740997841
Liting Yan, et al. A Freestanding 3D Heterostructure Film Stitched by MOF‐Derived Carbon Nanotube Microsphere Superstructure and Reduced Graphene Oxide Sheets: A Superior Multifunctional Electrode for Overall Water Splitting and Zn–Air Batteries, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202003313
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202003313
6. AM：納米孔約束以優(yōu)化電催化劑的三重傳輸用于具有穩(wěn)定超高功率密度的鋅空氣燃料電池
具有高能量密度，環(huán)境友好和低成本的金屬-空氣燃料電池為未來的電力系統(tǒng)帶來了極大的安全性。然而，其低功率密度和高電流密度下的不穩(wěn)定性嚴(yán)重限制了它們的廣泛應(yīng)用。
近日，中科大吳長征教授報(bào)道了一種具有強(qiáng)大穩(wěn)定性的超高功率密度Zn-空氣燃料電池。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員利用納米孔的約束效應(yīng)，將高活性的鈷團(tuán)簇電催化劑約束在特定的納米孔中，形成了穩(wěn)定的氣-固-液三相反應(yīng)區(qū)，進(jìn)而使得電催化的電子傳導(dǎo)、氧氣擴(kuò)散和離子傳輸?shù)玫搅藚f(xié)同優(yōu)化。
2）結(jié)果表明，與已報(bào)道的非貴金屬電催化劑相比，基于受限納米孔的電催化劑所制備的鋅空氣燃料電池在大電流密度放電下，具有最佳的穩(wěn)定性（100 mA cm?2時(shí)，超過90 h），同時(shí)具有高功率密度（峰值功率密度超過300 mW cm?2，比功率：500 Wgcat?1)。
研究工作為用于先進(jìn)金屬空氣燃料電池技術(shù)的電催化劑的合理設(shè)計(jì)提供了新的見解。
電催化學(xué)術(shù)QQ群：740997841
Tianpei Zhou, et al, Nanopore Confinement of Electrocatalysts Optimizing Triple Transport for an Ultrahigh-Power-Density Zinc–Air Fuel Cell with Robust Stability, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202003251
https://doi.org/10.1002/adma.202003251
7. Chem. Sci.：靶向驅(qū)動的自組裝超分子用于選擇性治療阿爾茨海默病
對淀粉樣蛋白（Aβ）進(jìn)行光氧化被認(rèn)為是治療阿茲海默病(AD)的一種有效方法。然而，現(xiàn)有的光敏劑往往不能穿透血腦屏障(BBB)以及對Aβ進(jìn)行選擇性光氧化，因此其治療效果較差，并會產(chǎn)生嚴(yán)重的脫靶毒性。中科院長春應(yīng)化所曲曉剛研究員設(shè)計(jì)了一種具有增強(qiáng)BBB穿透能力和可切換光活性的自組裝超分子(PKNPs)，并證明其可以在體內(nèi)有效地防止Aβ發(fā)生聚集。
本文要點(diǎn)：
1）實(shí)驗(yàn)通過對靶向Aβ的多肽KLVFF和FDA批準(zhǔn)的卟啉衍生物(5-(4-羧基)-10,15,20-三苯卟啉)進(jìn)行自組裝以制備了PKNPs。由于PKNPs具有光熱效應(yīng)，因此在激光輻照下，PKNPs對BBB的通透性比單獨(dú)的卟啉高出8.5倍。此外，PKNPs在與Aβ發(fā)生選擇性相互作用后，它會從球形形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)形態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了光熱活性向光動力活性的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而可以選擇性地氧化Aβ。
2）體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，PKNPs可以有效地緩解氧化石墨烯誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性，延長常用的AD轉(zhuǎn)基因秀麗隱桿線蟲CL2006的壽命。綜上所述，這一研究工作將自組裝超分子作為可切換型光學(xué)診療試劑，從而為選擇性地預(yù)防Aβ聚集和相關(guān)的神經(jīng)毒性提供了一條新的途徑。
生物醫(yī)藥QQ群：1033214008
Zhenqi Liu. et al. Target-driven Supramolecular Self-assembly for Selective Amyloid-β Photooxygenation Against Alzheimer’s Disease. Chemical Science. 2020
DOI: 10.1039/D0SC04984K
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/sc/d0sc04984k#!divAbstract
8. AEM綜述：先進(jìn)水系鋅離子電池正極設(shè)計(jì)原理：從傳輸動力學(xué)到結(jié)構(gòu)工程及未來展望
可充電水系鋅離子電池（AZIBs）以其成本低、環(huán)保、安全性高等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是一種很有前途的儲能技術(shù)。然而，受正極的影響，能量密度不足已成為其實(shí)際應(yīng)用的主要瓶頸，而高性能正極材料的開發(fā)仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。近日，深圳大學(xué)張培新教授綜述了用于AZIBs的高性能正極合理設(shè)計(jì)的最新研究進(jìn)展。
本文要點(diǎn)：
1）作者首先對用于AZIBs的正極材料體系進(jìn)行了簡要的總結(jié)，并概括了其儲存機(jī)制。
2）作者指出與電極內(nèi)離子和電子輸運(yùn)行為相關(guān)的基本問題，并提出可能的解決方案，旨在通過結(jié)構(gòu)工程揭示正極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有效輸運(yùn)動力學(xué)之間的關(guān)系。
3）作者從實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)方面總結(jié)和討論了設(shè)計(jì)高性能正極的結(jié)構(gòu)工程，包括層間嵌入、摻雜效應(yīng)、缺陷工程、表面涂層、復(fù)合材料形成以及形貌控制等。
4）作者最后指出了高性能正極材料面臨的主要研究挑戰(zhàn)，同時(shí)展望了AZIBs的潛在研究方向。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072
Bo Yong, et al, Understanding the Design Principles of Advanced Aqueous Zinc-Ion Battery Cathodes: From Transport Kinetics to Structural Engineering, and Future Perspectives, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202002354
https://doi.org/10.1002/aenm.202002354
9. AEM綜述：先進(jìn)粘結(jié)劑設(shè)計(jì)用于高性能電池
聚合物粘結(jié)劑作為二次電池的重要組成部分，為電極提供了相互連接的結(jié)構(gòu)和機(jī)械強(qiáng)度，以維持電池循環(huán)過程中的電子/離子轉(zhuǎn)移。傳統(tǒng)的粘結(jié)劑，如聚偏氟乙烯(PVDF)，由于其相對較低的粘附性、較弱的機(jī)械強(qiáng)度和較差的功能性，不是用于厚電極大容量電極的高能量密度電池的理想候選材料。高能量密度電池的需求使對具有特殊功能的高級聚合物粘合劑的設(shè)計(jì)變得至關(guān)重要。有鑒于此，美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校Arumugam Manthiram綜述了用于高性能電池的先進(jìn)粘結(jié)劑設(shè)計(jì)的最新研究進(jìn)展。
本文要點(diǎn)：
1）作者根據(jù)各種電極（鋰離子電池的負(fù)極和正極以及鋰硫電池的硫正極）所面臨的挑戰(zhàn)，對最新的粘結(jié)劑設(shè)計(jì)策略進(jìn)行了分類總結(jié)，這些電極已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化或具有實(shí)用電池的應(yīng)用潛力。
2）作者對聚合物粘結(jié)劑如何改善電池性能和新型粘結(jié)劑的設(shè)計(jì)原則提供了深刻的見解。
3）作者最后對用于長循環(huán)壽命高能量密度電池粘結(jié)劑的未來發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072
Feng Zou, Arumugam Manthiram, et al, A Review of the Design of Advanced Binders for High-Performance Batteries, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202002508
https://doi.org/10.1002/aenm.202002508
10. AEM：界面液體潤滑用于同時(shí)提高滑模摩擦電納米發(fā)電機(jī)的功率密度和耐用性
滑模摩擦電納米發(fā)電機(jī)（TENG）表現(xiàn)出比接觸-分離模式TENG更高的電荷轉(zhuǎn)移效率，但由于空氣擊穿以及劣質(zhì)的耐用性而導(dǎo)致的能量損失嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用。近日，中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所等人報(bào)道了一種通過界面液體潤滑的有效策略，以提高滑模交流電TENG（AC-TENG）和直流電TENG（DC-TENG）的輸出性能。
本文要點(diǎn)：
1）提高了對擊穿場強(qiáng)的要求，降低了摩擦電層與電極之間微間隙的靜電場強(qiáng)度，界面液體潤滑抑制了界面靜電擊穿，減少了摩擦帶電后的電荷損失，從而使AC- TENG通過靜電感應(yīng)獲得了更多的靜電電荷，而DC- TENG則通過靜電擊穿獲得了更多的靜電電荷。
2）與不潤滑的裝置相比，潤滑滑模TENG的最大輸出功率密度提高了50%以上(3.45 W m?2 Hz?1)，并且在超過50萬次的運(yùn)行循環(huán)中表現(xiàn)出優(yōu)異的耐用性。
研究工作為提高滑模AC-TENG和DCTENG的電性能和耐久性提供了一條有效的途徑，進(jìn)一步促進(jìn)了TENG的實(shí)際應(yīng)用。
納米發(fā)電機(jī)學(xué)術(shù)QQ群：1083351908
Linglin Zhou, et al, Simultaneously Enhancing Power Density and Durability of Sliding-Mode Triboelectric Nanogenerator via Interface Liquid Lubrication, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202002920
https://doi.org/10.1002/aenm.202002920
11. AEM：通過銅箔上的GaN納米線的異質(zhì)外延實(shí)現(xiàn)高度耐用的壓電納米發(fā)電機(jī)用于提高利用環(huán)境致動源的輸出功率
有高轉(zhuǎn)換效率和高功率密度的高度耐用的壓電納米發(fā)電機(jī)（PENG）引起了人們的極大關(guān)注。近日，韓國全南大學(xué)Sang-Wan Ryu報(bào)道了利用金屬-有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)（MOCVD）在銅箔上涂覆石墨烯直接集成范德華異質(zhì)外延生長GaN納米線（NWs），成功獲得可折疊、可擴(kuò)展、耐用、經(jīng)濟(jì)、靈敏和大電流輸出的PENG，其中在金屬襯底上直接生長GaN對實(shí)現(xiàn)PENG的高穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員利用透射電子顯微鏡(TEM)觀察了NWs的形貌和生長方向，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NWs是無缺陷的單晶。
2）與先前報(bào)道的通過將NWs轉(zhuǎn)移到外國襯底上而制造的基于GaN NW的PENG相比，該P(yáng)ENG提供了耐用和高靈敏度的輸出。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，PENG可以從各種環(huán)境致動源獲得能量，如彎曲、振動、氣流、手指按壓、敲腳、流體流動和按重量計(jì)算的法向力，最大壓電輸出電壓和電流密度分別為19.7 V和1.9 mA cm?2。
3）由于其高轉(zhuǎn)換效率，PENG可以為多個(gè)LED供電，因此可以用于為電子設(shè)備供電。更重要的是，PENG在400多萬次驅(qū)動循環(huán)后仍保持其性能，展示了該設(shè)計(jì)在使用生物力學(xué)和環(huán)境激勵源用于自供電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中的潛力。
所開發(fā)的PENG有望在滿足長壽命無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功耗需求方面起到舉足輕重的作用。
納米發(fā)電機(jī)學(xué)術(shù)QQ群：1083351908
Muhammad Ali Johar, et al, Highly Durable Piezoelectric Nanogenerator by Heteroepitaxy of GaN Nanowires on Cu Foil for Enhanced Output Using Ambient Actuation Sources, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202002608
https://doi.org/10.1002/aenm.202002608
12. AFM: 二維材料的堆疊技術(shù)研究進(jìn)展
在過去的幾年中，二維層狀材料在基礎(chǔ)物理和應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域引起了研究人員極大的興趣。通常，許多具有多功能性能和應(yīng)用的新型堆疊結(jié)構(gòu)可以被人工組裝，例如垂直范德華(VDW)異質(zhì)結(jié)構(gòu)、扭曲的多層二維材料、混合維結(jié)構(gòu)等。與普通合成工藝相比，堆疊技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、自由控制、原子精度的二維材料堆疊結(jié)構(gòu)的有力策略。
有鑒于此，南開大學(xué)劉智波教授等人，綜述了最先進(jìn)的堆疊技術(shù)，包括高質(zhì)量單晶2D材料的制備、轉(zhuǎn)移和堆疊。除了2D-2D堆疊結(jié)構(gòu)外，2D-0D、2D-1D和2D-3D結(jié)構(gòu)為二維材料的日益廣泛應(yīng)用提供了一個(gè)潛在的平臺。這些堆疊結(jié)構(gòu)的組裝策略和物理特性很大程度上取決于堆疊過程中的因素，包括表面質(zhì)量、角度控制和樣品尺寸。
本文要點(diǎn)：
1）從二維材料的合成、轉(zhuǎn)移、堆疊和扭轉(zhuǎn)等方面綜述了二維材料堆疊結(jié)構(gòu)制備的最新進(jìn)展。二維材料堆疊技術(shù)是發(fā)展混合結(jié)構(gòu)的一種方便工具，為二維材料的研究帶來了新的尺度。它突破了單一材料的性能限制，在電學(xué)、光學(xué)、傳感等領(lǐng)域顯示出明顯的優(yōu)勢。除了堆疊材料的不同順序和類型帶來的性能改善外，由于堆疊角度的不同，二維材料晶格結(jié)構(gòu)和能帶類型的調(diào)制也帶來了新的特性，如高溫超導(dǎo)和強(qiáng)磁場。與此同時(shí)，二維材料與其他納米結(jié)構(gòu)的結(jié)合在納米電子器件、高靈敏度生物傳感器、柔性可穿戴器件等領(lǐng)域取得了優(yōu)異的成就。近十年來，二維材料堆疊技術(shù)在基礎(chǔ)物理和應(yīng)用科學(xué)中發(fā)揮了不容忽視的作用。
2）二維材料堆疊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用為先進(jìn)材料的研究提供了一個(gè)理想的平臺。然而，仍有幾個(gè)重大問題需要探索和解決。首先，隨著研究的不斷深入，精細(xì)結(jié)構(gòu)對二維材料性能的影響日益突出。細(xì)微的結(jié)構(gòu)差異可能導(dǎo)致不同器件之間的性能差異很大，這對堆疊結(jié)構(gòu)的精度控制提出了很高的要求。第二，制備過程過于依賴研究者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和操作技能。即使在同一操作過程中制備的樣品也通常表現(xiàn)出一定的性能差異。這大大增加了制備和實(shí)驗(yàn)階段的障礙，降低了批量生產(chǎn)的可行性。因此，如何提高操作的可重復(fù)性，減少復(fù)雜的手工操作，實(shí)現(xiàn)自動化操作是需要面對的重要問題。最后，缺乏系統(tǒng)的理論研究。近年來出現(xiàn)了各種新的堆垛技術(shù)，但目前的研究和報(bào)道主要集中在工藝流程的介紹上。對于制備過程的理論研究，如氧化機(jī)理、表面吸附機(jī)理、不同相之間的界面耦合、晶格結(jié)構(gòu)、缺陷對二維材料組裝的影響等，未做詳細(xì)的研究。對提高樣品質(zhì)量，指導(dǎo)新興技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
3）在未來，如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高精度、自動化、高效的樣品制備將是堆疊技術(shù)研究的重點(diǎn)。可以預(yù)見，基于光學(xué)，電學(xué)，磁學(xué)等基本物理性質(zhì)的二維材料堆疊結(jié)構(gòu)的研究仍將是一個(gè)研究熱點(diǎn)。同時(shí)，二維材料堆疊結(jié)構(gòu)在混合維混合結(jié)構(gòu)和多學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用具有無限的潛力和良好的前景。隨著二維材料合成、轉(zhuǎn)移和堆疊技術(shù)的改進(jìn)和普及，二維材料堆疊結(jié)構(gòu)將在更多的領(lǐng)域顯示出重要的價(jià)值，帶來更獨(dú)特的特點(diǎn)和意想不到的現(xiàn)象。
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Hao‐Wei Guo et al. Stacking of 2D Materials. Advanced Functional Materials, 2020.
DOI: 10.1002/adfm.202007810
https://doi.org/10.1002/adfm.202007810
