二维材料限域水的SPM研究
2021-11-22 16:58:00山东大学李强教授课题组在《科学通报》“山东大学百廿校庆化学”专辑发表评述文章“二维材料限域水的扫描探针技术研究进展”, 介绍了近年来以扫描探针显微镜(scanning probe microscopy, SPM)技术作为主要表征手段,研究二维材料限域水的相关进展, 同时对该领域面临的挑战和未来发展方向进行了展望。
界面水是指存在于固体界面附近的水,它们的微观结构和性质会产生诸多奇特的物理和化学性质。而二维材料限域水是一类新兴的界面水研究对象,即位于固态基底和二维材料(石墨烯等)覆盖层之间,被“限域”的界面水。
SPM技术难以研究普通的界面水(易产生扰动),但是对于二维材料限域水,SPM却是良好的表征方法,可以在大气条件下对界面水进行研究,开辟了在分子尺度上探测界面水的新方法。

(a)SPM探测二维材料限域水;(b)二维材料限域水分子的结构
本文简述了近年来SPM在二维材料限域水领域的研究进展,包括对限域水结构的成像、动态行为的探测,以及限域水的纳米操纵。此外,文章还介绍了限域水对上层二维材料性质的影响,包括光学、电学、摩擦学性质等。这些知识对开发和调控二维材料电子器件的性能具有重要的指导作用。
然而,目前二维材料限域水领域也进入了瓶颈,面临着更多挑战。例如,如何结合其他表征手段,真正实现对二维材料限域水分子结构的可视化?如何调控环境因素,以改变水分子层的层数和覆盖率,进而调节二维材料器件的光电性质,使其在传感、电输运、摩擦等领域实现应用价值?
作者希望这篇文章能够启发人们对二维材料限域水的研究兴趣,并为该领域的研究者提供一些新思路。
本文来自《科学通报》