石墨烯由于暴露于水和氧气而变化的性质

时间：2021-09-01 15:52:02 来源：

将一层钨二硫化物，一种二维材料置于二氧化硅，亲水基质，并显示钨二硫化物与空气中的水和氧分子相互作用。

我们经常发现食物变得腐烂，当我们在外面留下来，在剥皮或切割后，水果变成棕色。在我们的日常生活中可以很容易地看到这种现象，并且他们说明了还原反应。发现由石墨烯等下一代材料指出的二维材料物理性质的基本原理是氧化还原反应。

该研究团队由Postech系，Kwanghee Park和Haneul Kang，Haymin，Postech系，发现二维材料的掺杂，通过外部涌入外部的电荷是通过由此驱动的电化学反应。氧化还原伴侣水和氧分子。使用实时光致发光成像[1]，他们在空气中观察到钨二硫化物和氧/水之间的电化学氧化还原反应。根据他们的研究，氧化还原反应可以控制二维材料的物理性质，其可以应用于可弯曲的成像元件，高速晶体管，下一代电池，超广强局和其他二维半导体应用。

像石墨烯和钨二硫化物等二维材料是纳米尺寸的单个或少数原子的形式。它们很薄，很容易弯曲但很难。由于这些属性，它们用于半导体，显示器，太阳能电池等，它们被称为梦想材料。然而，由于所有原子存在于材料的表面上，因此它限于环境环境，例如通常导致它们修改或变换的温度和湿度。在研究团队宣布他们的研究结果之前，它已经不明，为什么这种现象发生并且难以商业化，无法控制材料属性。

研究团队使用了石墨烯二硫化钨和拉曼光谱[2]的实时光致发光成像。它们证明了通过二维材料和亲水基材之间的二维纳米镜空间的分子扩散。他们还发现有足够量的水来介导空间中的氧化还原反应。此外，他们证明，在诸如盐酸的酸中的电荷掺杂也通过溶解的氧和氢离子浓度（pH）以相同的方式决定。

他们在本研究中取得的成就是控制二维或其他低维材料的电气，磁性和光学性质所需的基本原则。预计该方法可以应用于改善预处理，以防止通过周围环境和后处理技术修改的二维材料，例如柔性和可伸缩的显示器的封装。

Sunmin Ryu教授说：“使用实时光致发光，我们能够证明由空气中氧气和水分子的氧气和水分子的氧化还原耦合驱动的电化学反应是关键，并证明了材料的基本原理。该反应不仅适用于二维材料，而且还应用于其他低维材料，例如量子点和纳米线。因此，我们的研究结果将是基于低维材料的纳米技术开发的重要踏脚石。“

条款1。
通过
探测通过物镜的视野探测激发光，将光致发光进行了大面积的荧光图像。

2.用于确
定分子振动模式的拉曼光谱技术依赖于称为拉曼散射的光子的非弹性散射。使用诸如激光的单色光源，并且它与系统中的分子振动，声子或其他激发相互作用，导致激光光子的能量向上或向下移动。能量偏移提供有关系统中振动模式的信息。与红外光谱相比，在水溶液中使用更容易。

参考：“二维材料界面扩散规定的”氧化氧化氧化氧化氧气扩散“由kwanghee公园，Haneul kang，Seonghyun Koo，Daeeung Lee and Sunmin Ryu，2019年10月30日，Nature Communications.doi：
10.1038 / s41467-019-12819-W

该研究是三星科技基金会的财政支持。

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