新材料的研發是目前國際競爭的焦點，往往能帶來制造業的飛躍。我國科研人員在材料研發上又出新成果：在二維過渡金屬碲化物材料的宏量制備方向取得新進展，為二維過渡金屬碲化物材料的規模化制備提供了可能性。這一成果由中國科學院大連化學物理研究所吳忠帥研究員團隊，與中國科學院深圳先進技術研究院、中國科學院金屬研究所和深圳理工大學（籌）成會明院士，北京大學電子學院康寧副教授合作完成，論文近日在線發表于《自然》雜志。
二維過渡金屬碲化物材料是一類新興的二維材料，由碲原子和過渡金屬原子（如鉬、鎢、鈮等）組成，其微觀結構類似于三明治，過渡金屬原子被上下兩層的碲原子“夾”住，形成層狀二維材料。二維過渡金屬碲化物材料因其奇特的超導、磁性、催化活性等物理和化學性質，在催化、儲能、光學等領域展現出重要應用潛力，受到了國際學術界的廣泛關注。
然而，目前該材料還無法實現高質量的宏量制備，其實際應用受到阻礙。吳忠帥說：“二維過渡金屬碲化物材料一般采用‘自上而下’的制備方法，如同拆解積木，通過機械力或化學作用方式將其一層一層剝離下來，從而制備出單層的二維納米片，再投入實際應用。但之前一些常用的方法，要么效率低，要么有安全隱患，如何實現安全、高效化學剝離，成為科學家努力的目標。”
科研人員創新性地采用固相化學插層剝離方法，篩選出了一種固相插層試劑——硼氫化鋰，實現了安全、高效、快速插層剝離。吳忠帥說：“整個插層剝離過程只需10分鐘，可宏量制備出百克級（108克）碲化鈮納米片，產量提升了兩個數量級。”團隊還利用此方法制備出了5種不同過渡金屬的碲化物納米片和12種合金化合物納米片，證明其具有普適性。
據悉，利用這種方法制造出的二維過渡金屬碲化物納米片，制備的溶液和粉體具有良好的加工性能，可以作為各種功能性漿料，實現薄膜、絲網印刷器件、3D打印器件、光刻器件的高效和定制化加工等，有望在高性能量子器件、柔性電子、微型超級電容器、電池、催化、電磁屏蔽、復合材料等方向發揮重要作用。（記者齊芳）