二維材料合成方法學新進展

　　在國家自然科學基金項目（批準號：21925110、21890751）等資助下，中國科學技術大學吳長征教授團隊成功合成了一類二維材料AMX2納米片（A=單價離子，M=三價離子，X=硫族元素）。該成果以“具有室溫超離子導電行為的化學計量比二維非范德華力AgCrS2（Stoichiometric two-dimensional non-van der Waals AgCrS2 with superionic behaviour at room temperature）”為題，于2021年10月18日發表在《自然?化學》（Nature Chemistry）上，論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41557-021-00800-4。

　　新結構二維材料的合成是近年來無機合成領域的重要方向。而實現從非范德華力層狀材料到二維材料的化學合成是發現新結構二維材料的關鍵路徑。但是，非范德華力層狀材料往往擁有層間強化學鍵作用，這極大地阻礙了其二維結構的合成。

　　吳長征團隊通過電化學插層非范德華力層狀材料AMX2，利用層間金屬A與大半徑插層分子電對之間的氧化還原電勢差，成功剝離合成了二維非范德華力AMX2納米片。新二維AgCrS2納米片獲得了與塊材類似的組分和晶格結構。研究發現，其離子導電性隨著厚度降低而大幅提高，并在單層展現出室溫超離子導電行為，較之塊材提升了三個數量級。該二維材料實現了Ag+離子沿著四面體空位的躍遷能壘大幅降低，從而將塊材高溫超離子導電相（僅在673 K以上出現）成功穩定至室溫附近（圖1）。

　　該研究為未來新結構二維材料的合成和探索提供了新思路。

圖1 AgCrS2納米片的結構與離子輸運性能