通过设计合成新材料，不仅可以提高已知应用的效率，也可以实现以前现有材料无法实现的全新应用。数以万计的二维材料虽然已经被预测存在，但目前只有少量在实验室环境下被生产出来。导致这种情况的主要原因是这些材料的不稳定性，有些只能在实验室环境下操作。


作为第一个在正常实验室条件下不存在的材料的例子，近日研究人员合成了稳定在石墨烯夹层中的二维碘化亚铜。该合成方法利用了氧化石墨烯多层的层间间距，这使得碘和铜原子能够扩散到间隙中，并生长出新材料。这里的石墨烯层有一个重要的作用，对夹层材料施加一个高压，从而使其变得稳定。由此产生的夹层结构显示在下面的图示中。


该研究的主要作者 Kimmo Mustonen 说：“和往常一样，当我们第一次在显微镜图像中看到这种新材料时，我们感到巨大的惊喜。我们花了相当长的时间来弄清楚这个结构到底是什么。这使我们能够与由 Viera Skákalová 领导的 Danubia NanoTech 公司一起，设计出一个大规模生产这种物质的化学过程”。


第二作者 Christoph Hofer 补充说：“我们必须使用几种电子显微镜技术，以确保我们真正看到的是铜和碘的单层，并提取三维的确切原子位置，包括我们最近开发的最新方法”。


Kimmo Mustonen 总结道：“继二维碘化铜之后，研究人员已经将该合成方法扩展到生产其他新的二维材料。该方法似乎是真正通用的，提供了获得几十种新的二维材料的途径。这确实是一个令人兴奋的时代”。