2020-06-01

我公司双温区双翻盖管式炉在南航生长出世界上**个单质硼

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据新华日报网2015年12月31日讯 未来,拿到新房后,业主拿着温度计一样的感应器,像量温湿度一样测量甲醛浓度;马拉松爱好者回到家,用手机软件查看自己的衣服外镀的硼膜利用太阳能发了多少电;驴友们在营地帐篷周围树上贴上薄得看不见的传感器,野兽靠近时会不知不觉触发警报……
能将这些场景变成现实的,是台国安的一项科研成果:以硼和氧化硼为原料,合成只有4个原子那么厚的硼原子单层材料。记者10月采访后不久,这项成果发表在国际材料和化学上等期刊《德国应用化学》上,在国际学术界引起轰动。


台国安,37岁,南京航空航天大学副教授,在机械结构力学及控制国家重点实验室工作


很多人知道,石墨烯是二维材料的一大亮点,但科学家从没有放弃对其它二维材料的尝试,南航就一直在尝试硫化钼、硫化钨和氮化硼等新型二维材料,台国安则聚焦在既是元素半导体又是超硬的“硼”材料上。
他合成的二维硼原子材料,厚度约0.5纳米,相当于一根头发直径的二十万分之一,足以达到“隐身”效果。这种材料是如何制造出来的?简单说,就是把硼和氧化硼加热到1100度,再通过氢气将气化后的硼原子分离出来,让它们附着在铜箔表面。
原理很简单,操作很复杂。台国安设计了双温区的实验设备,用氢气运送硼氧化合物气体,再用强酸把铜箔腐蚀掉,留下一层硼物质的薄膜,“能耐住如此强酸和高温,硼材料的坚固和稳定可见一斑,为达此效果我试验了至少350次。”台国安说,“我们的成果发表2个月后,美国学者在超高真空下原位制备、原位表征了另外一种结构的硼原子单层材料,论文发表在《科学》上。”
台国安让人们**次看到二维单层硼是什么样子。它具有比硅更优异的特点,有望在可调激光器、光电探测器、逻辑器件和光伏器件方面有重要应用。
台国安说,他每一年的新年愿望,都是基础研究实实在在地改变世界。


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