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据科技日报(记者刘霞)报道,一组日本科学家开发出一种新方法,能够在短短一分钟内制造出仅几纳米厚的二维薄膜材料。该技术可使非专业人士快速制造高质量的大块纳米薄膜,也有望推进各类纳米设备的生产制造。该研究成果发表于美国化学学会《应用材料与界面》杂志最新期刊上。
与传统大块材料有所不同,纤薄的纳米片具有电学、透明度和耐热功能等多种特征,可以被广泛应用到电子、催化、储能和生物医学等领域。研究者们正试图制造从太阳能电池到传感器等各类设备,使用由石墨烯和无机纳米片制成的材料。
然而,长田明纳教授指出,目前的制造纳米薄膜的技术需要繁琐的制造条件,并且由于使用现有方法,制作出单层纳米薄片大约需要一小时,这成为制造纳米薄片的主要瓶颈。
在最新研究中,长田明纳研究团队开发出一种自动成膜工艺,使用自动移液管将一滴胶体水溶液滴到加热板上,在短短一分钟内生产出纳米片。他们通过抽吸和去除液体,获得了整齐平铺的单层膜,且纳米片之间不存在间隙。
长田明纳解释道,该工艺中胶体水溶液表面张力降低,能够抑制纳米片之间的重叠和间隙,实现对于排列的控制。通过重复使用这种简单、快速的方法,可以逐层构建出由单层纳米片组成的多层薄膜。利用这种新开发的方法,只需要少量溶液,就可以制造出高质量、大面积、排列整齐的纳米薄膜,例如氧化物、石墨烯和氮化硼等不同成分和结构的纳米片。
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