付磊课题组《自然·通讯》发文提出二维材料层间距双向可逆调控策略

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Nature communications（《自然·通讯》）近日以长文（Article）形式在线发表了化学与分子科学学院付磊教授的最新研究成果，“Bidirectional and reversible tuning of the interlayer spacing of two-dimensional materials”（《双向可逆调控二维材料层间距》）。
        武汉大学为第一署名单位，付磊为通讯作者，高等研究院2020级博士生丁一然、化学与分子科学学院副教授曾梦琪为共同第一作者。这项研究工作获得了国家自然科学基金委、中德科学中心、湖北省科技厅和国家博士后创新人才支持计划的资助。

       由于层间耦合作用，二维材料的性质与层数息息相关。二维材料的层间距是层间耦合作用的一种量化指标，调控层间距是一种调控其性质的定量、可视的途径。目前，层间距的调控主要集中于化学的插层、掺杂策略和物理的高压压缩策略，仅能实现二维材料层间距的单向调节。如若对二维材料层间距进行双向、可逆的精准灵活调节，将能有效调控二维材料性质与层数间的依赖性，为其性质探索和基础应用注入新的活力。
       付磊团队发展了一种双原子对策略，利用Ce-Pt，Pt-S之间的相互作用，利用电化学方法在二维MoS2层间可逆地构筑化学键，使得MoS2的层间距可以像“弹簧”一样双向、可逆的改变。层间距与双原子的浓度一一对应，具有线性关系，体现了这种方法的可靠性和准确性。同时，此策略还具有普适性，只要选择合适的原子对，就可以实现多种二维材料层间距的双向可逆调节。并且，在多次拉伸和压缩之后，二维材料“弹簧”仍能保持结构完整。
      在此研究工作中，付磊团队与多个研究机构进行了合作：中国科学技术大学赵瑾教授团队提供了理论计算支持，中国科学院上海应用物理研究所团队、北京大学高鹏教授团队和武汉大学王建波教授团队分别基于同步辐射掠入射X射线衍射和高分辨球差矫正电子显微镜提供了样品精细结构表征支持。
       论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-26139-5

     文章来源：武汉大学
     付磊，武汉大学教授，博士生导师，获自然科学基金委优秀青年基金支持。2001年武汉大学本科毕业，2006年在中科院化学研究所获理学博士学位。之后加入美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（Director’s Postdoc Fellow），2008年～2011年任北京大学副研究员，2012年加入武汉大学。研究兴趣包括二维纳米材料的可控生长及其在能源、柔性电子学领域的应用。在Nature Commun.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Acc. Chem. Res.等期刊发表论文90多篇。翻译国内首部石墨烯学术专著（《石墨烯：基础及新兴应用》，科学出版社，2015）。获中国科学院院长特别奖、中国科学院优秀博士学位论文奖、中国化学会青年化学奖、武汉市优秀青年科技工作者称号。现任中国化学会青年委员会委员、纳米化学专业委员会委员等学术职务。
        曾梦琪，武汉大学副教授。主要研究方向为二维材料的可控合成、性质调控和自组装，着重发展了液态金属化学气相沉积法（LMCVD）。目前已以通讯作者或第一作者身份在Nat. Mater.、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem、Matter、Chem. Rev.和Acc. Chem. Res.等期刊上发表论文26篇。