探索剝離法獲得二維新型材料的挑戰
[據物理學組織網站2018年10月16日報道]自從曼徹斯特大學的研究人員用膠帶分離（剝離）出單層碳原子（石墨烯）以來，科學家們一直在研究二維材料的創造和應用，以推進新技術的發展。科學家們已經將許多不同種類的二維材料理論化，但是想要從一個分層的三維材料中剝離出單層材料，這通常將會是一個巨大的挑戰。
物理學副教授Salvador Barraza-Lope和他的研究小組正在研究一種名為IV族單硫族化合物的二維材料，其中包括硒化錫、硫化鍺、錫(II)硫化物、碲化錫等。
在三維形態中，這些材料具有許多有用的特性。例如，它們目前被應用於太陽能電池。一些IV族單硫族化合物在剝離到二維極限時顯現出鐵電體的特性，這意味著它們含有一對正負電荷，從而產生巨集觀偶極矩。
雖然這些二維材料中有一些已經被研製出，但還沒有人成功地從一組IV族單硫族化合物中剝離出穩定的二維層。Barraza-Lopez最近發表在 Journal ACS Central Science上的一篇名為《納秒級水分解二維IV族單硫族化合物》的手稿中解釋了出現這一現象的可能原因。
Barraza-Lopez說，即使在最嚴格的實驗條件下，在這些材料周圍也能找到水分子。就像這些材料一樣，水也帶有電偶極子。Barraza-Lopez解釋說,偶極子之間的相互作用可以在普遍的環境下觀察到:“在乾燥的頭髮上摩擦過的梳子可以把小紙片拉起來,這可以解釋為梳子上產生的非均勻電場加速了紙片周圍的巨集觀電偶極子的作用”。
Barraza-Lopez實驗室的前博士後研究員Taneshwor Kaloni進行了計算，模擬了這些材料的單層分子在室溫和環境壓力下與水分子的相互作用。研究小組證明當水分子接近這些物質時，它們會被吸引。這種吸引力產生了巨大的動能堆積，導致水分子分裂，這種化學反應使得二維材料極不穩定Barraza-Lopez講當他得知這個過程產生了足夠的能量來分裂水分子時，他感到十分驚訝，因為達到這樣的動能需要超過70,000攝氏度。