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研究表明黑磷遇水不失效,或有更大应用前景

不与水反应的黑磷,最后能获得什么样的成就呢?我们拭目以待。

黑磷是一种二维材料,其能隙优势吸引了研究者的注意。由于黑磷能隙能通过层数来控制,可控能隙的存在,这让黑磷成为了下一代纳米器件和光电设备的重要候选人之一。然而问题在于,此前的研究者说,黑磷会和氧气、水反应,这会造成黑磷原件的功能失效,这个现实给研究者泼了一盆冷水。

近日,韩国基础科学研究院(IBS)的研究员得到了一个相反的结果,他们最近验证了黑磷不会与水发生反应,解除了人们对于黑磷的一个误解。

起初,韩国 IBS 的研究人员对黑磷的失效机理存在质疑,并对此进行了验证。在不同情况下多次对黑磷进行试验结果显示,黑磷并不会和水产生化学反应,让黑磷原件失效的真正原因是氧气。

在进行试验的过程中,研究人员使用了含氧-18 的氧气以及含氧-16 的水,以助于区分出到底是哪种物质破坏了黑磷。最后的实验证明,与黑磷反应的不是水,而是氧气。

而且,IBS 的研究者还发现,黑磷的表面是疏水的,与早先研究者的实验结论完全相反。

研究人员之一的 Ruoff 解释道:「水分子只会被黑磷吸收,但是完全不会和黑磷产生反应。而氧不一样,氧气会解离成为两个氧原子,从而把黑磷氧化。黑磷一旦被氧化,吸水能力就会更强,让材料从疏水转变为亲水。」

总的来说,纯净的水完全不会破坏黑磷,然而实际上大部分水中都含有溶解氧,这也就是研究人员产生错误认识的主要原因。

黑磷不与水反应这一结论得以明确之后,研究者的思路将更加宽阔。例如,可以在溶液中分散黑磷、可以用电化学的方式制备等等。

在烯引力看来,科学的进步方式,就是不停的纠正之间的错误认识,这次的发现无疑是一个令人欣喜的成果。如果说黑磷只会和氧气反应,那么在接下来的实验中,可以尝试在溶液中操作黑磷,这无疑相当于给黑磷开拓出了一个非常宽广的研究途径。

【正版图片来源:站酷海洛创意

**本文作者赵盖子,文章首发头条,微信公众号【烯引力】-不仅仅是石墨烯,烯引力致力于发现全球范围的新材料趋势。转载请与微信号 t2ipo001 联系,并保留本信息。未包含本信息的转载将受到侵权投诉。


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