摘要 智能手机的多数元件都是由硅材料和其他复合物材料制备而成,价格昂贵且易破碎;而根据统计,2016年全球智能机消费约15亿部,如此浩大的消费量,着实让手机制造商在智能机的耐用抗摔的性能...
智能手机的多数元件都是由硅材料和其他复合物材料制备而成,价格昂贵且易破碎;而根据统计,2016年全球智能机消费约15亿部,如此浩大的消费量,着实让手机制造商在智能机的耐用抗摔的性能提升方面费尽心思。来自加拿大女王大学数学与物理学院的Elton Santos,领导其研究团队,联合斯坦福大学、加利福尼亚州立大学和日本国家材料科学研究院,成功研发出了一种新型动态、轻量、持久耐用的设备,能够以前所未有的超快速度导电,且该设备易制造,可大规模应用于半导体厂的量化制造。 研究人员发现,将半导体分子C60和层状结构的材料相结合,如石墨烯和六方氮化硼,可以制备出一种独特的物质,而这种新物质或将对智能手机产生变革性影响和改变。
六方氮化硼的稳定性和电子兼容性较好,对石墨烯呈绝缘;而C60可以将阳光转化为电能。采用这种技术制备出的智能设备将拥有多种独特的性能,而这种性能不是自然存在的,而是人工合成研发的。该技术又称之为范德瓦尔斯技术,能够将各种复合材料结合在一起,以预定义的方式进行安装。
Elton Santos介绍道:这种新型材料和硅有相似的物理属性,但在化学稳定性、轻量性和灵活性方面都有极大的改善。未来智能设备或将大规模应用这种技术,且耐用不易碎。
这种设备由于其独特的器件结构还将更加节能,它可以改善延长电池的寿命并减少触电事故的发生。
Elton Santos还补充道:我们将全世界范围内包括化学、物理和材料学科领域在内的顶尖人才聚集在一起,共同开展研究工作并进行模拟预测,对这些材料的功能以及他们是如何解决日常生活中的问题进行了深入专业且颇有成效的研究。
这项研究最初从模拟预测入手,Santos预测将六方氮化硼、石墨烯和C60结合在一起可以研发出一种具有全新物理、化学性能的物质材料。随后,他与加利福尼亚大学和加州州立大学的Alex Zettl 教授及Claudia Ojeda-Aristizabal 教授一起进行研究讨论。这项研究的理论和实验实践充满了协同效应。
该研究发表在期刊ACS Nano上,为未来新材料的探索研究打开了一闪新的大门。目前尚待进一步解决的问题是石墨烯和新材料结构还缺少一种“带隙”,这是电子设备进行开关切换操作的关键。
而Santos的团队目前已经找到了一种解决方案,采用化学稳定性较好且带隙可与硅相媲美的过渡金属二硫化物(TMDS)。(编译:中国超硬材料网)