摘要：文章介绍了一种利用液态金属镓（Ga）在室温附近剥离块体材料制备二维纳米片（2D NSs）的方法。该方法利用液态金属的表面张力和Ga插层作用来破坏范德华力（vdW forces），并且可以将过渡金属硫族化合物的2H相转化为1T'相。这种方法可以制备超过10种2D

文章介绍了一种利用液态金属镓（Ga）在室温附近剥离块体材料制备二维纳米片（2D NSs）的方法。该方法利用液态金属的表面张力和Ga插层作用来破坏范德华力（vdW forces），并且可以将过渡金属硫族化合物的2H相转化为1T'相。这种方法可以制备超过10种2D材料，包括h-BN、石墨烯、MoTe₂、MoSe₂、层状矿物等，且不需要表面活性剂，避免了额外的缺陷和污染。

1. 研究背景

领域概述：二维材料因其独特的物理和化学性质，在能源存储、柔性电子、光子学等领域展现出巨大潜力。然而，工业化应用的瓶颈在于缺乏可扩展且经济的合成方法，尤其是对于可控缺陷的2D材料。

研究意义：提供了一种新的2D材料合成方法，解决了传统方法中引入的额外缺陷和污染问题，对于推动2D材料在多个行业的应用具有重要意义。

2. 目标与假设

研究目标：开发一种通用的液态金属Ga辅助剥离方法，用于制备高质量的2D NSs，不引入额外的缺陷。

假设前提：液态金属Ga的流体性质和金属性质可以温和地破坏层状材料间的范德华力，从而实现高质量、大面积、无表面活性剂的2D NSs的制备。

3. 材料与方法

新材料设计：利用液态金属Ga的表面张力和插层作用来剥离块体材料，制备2D NSs。

实验设计：实验通过磁力搅拌器温和混合熔融Ga和层状材料粉末，加速金属插层，从而引发剥离。使用STEM、AFM、TEM等技术对剥离的2D NSs进行表征。

4. 结果与分析

数据展示：通过STEM、AFM、TEM等技术展示了剥离的2D NSs的形貌和结构。

结果解读：剥离的2D NSs继承了块体材料的缺陷浓度，低缺陷的h-BN NSs表现出显著的磁双折射效应，而小尺寸且缺陷丰富的1T'-MoS₂ NSs显示出优异的HER催化活性。

比较与对比：与传统的剥离方法相比，Ga辅助剥离方法不引入额外的缺陷，保持了材料的固有性质，提供了一种更高质量的2D NSs制备途径。

5. 讨论

创新点与贡献：该方法提供了一种制备高质量2D NSs的新途径，有望在光学、能源转换等领域应用。

局限性：文章未详细讨论该方法在大规模生产中的可行性和成本效益。

未来方向：进一步优化该方法，以实现2D材料在工业级应用中的缺陷控制。

6. 结论

核心发现：通过控制块体材料中的缺陷，可以制备不同相和质量的2D NSs，展现出在光学、能源转换等领域的技术潜力。

实际应用潜力：该方法制备的2D NSs在光学、能源转换等领域具有广泛的应用前景。

来源：高纯半导体材料说