伦敦大学学院(UCL)的研究人员在世界上首次制造出了微小的、独立的、可弯曲的结晶状磷带，它们可能彻底改变电子和快速充电电池技术。
自2014年分离出二维磷烯(相当于石墨烯的磷)以来，100多项理论研究预测，通过生产这种材料的窄“带”，可能会产生新的、令人兴奋的性能。这些特性对许多行业来说都是极具价值的。
在今天发表在《自然》杂志上的一项研究中，来自伦敦大学学院、布里斯托尔大学、弗吉尼亚联邦大学和洛桑联邦理工学院的研究人员描述了他们如何从黑色磷离子和锂离子晶体中形成大量高质量的磷带。
“这是第一次制造出单独的磷烯纳米带。令人兴奋的性质已经被预测出来，并且磷酸二烯纳米带可以发挥变革作用的应用范围非常广泛，”研究作者克里斯·霍华德博士(UCL物理与天文学)说。
丝带的形式与一个典型的一个原子层的高度,宽度4-50 nm和75μm长。这一纵横比可与横跨金门大桥双塔的缆索相比。
“通过使用先进的成像方法，我们已经对这些缎带进行了详细的特征描述，发现它们极其扁平、结晶，而且异常柔韧。它们大多只有一层原子那么厚，但当色带由不止一层磷酸形成时，我们发现在色带分裂的1-2-3-4层之间有无缝的台阶。这是以前从未见过的，每一层都应该具有不同的电子特性。
虽然纳米带是由石墨烯等几种材料制成的，但这里生产的磷烯纳米带具有更大的宽度、高度、长度和纵横比。此外，它们可以在液体中大规模生产，然后可以用于低成本的批量应用。
该团队表示，预计的应用领域包括电池、太阳能电池、余热转化为电能的热电设备、光催化、纳米电子和量子计算。此外，还预测了新磁效应、自旋密度波和拓扑态等奇异效应的出现。
纳米带是由黑磷和溶解在-50℃的液态氨中的锂离子混合而成。24小时后，将氨除去，用有机溶剂代替，得到混合大小的纳米带溶液。
“我们一直在尝试用磷酸氢二烯做薄片，所以当我们发现自己做了丝带时，非常惊讶。为了使纳米带具有明确的特性，它们的宽度必须在整个长度上保持一致，我们发现这正是我们的色带的情况，”霍华德博士说。
“在发现这些丝带的同时，我们自己用来表征它们形态的工具也在迅速发展。我们在布里斯托尔大学制造的高速原子力显微镜具有独特的能力，能够绘制出这些带的纳米尺度特征与它们的宏观长度之间的关系。
纳米带是由黑磷和溶解在-50℃的液态氨中的锂离子混合而成。24小时后，将氨除去，用有机溶剂代替，得到混合大小的纳米带溶液。
“我们正在尝试制作磷光片，所以我们非常”我们也可以通过在大片区域上成像数百条色带来详细评估长度、宽度和厚度的范围。
在继续研究纳米带基本特性的同时，该团队还打算通过新的全球合作，以及与伦敦大学学院的专家团队合作，探索纳米带在能源存储、电子传输和热电设备中的应用。惊讶地发现我们做了丝带。为了使纳米带具有明确的特性，它们的宽度必须在整个长度上保持一致，我们发现这正是我们的色带的情况，”霍华德博士说。
“在发现这些丝带的同时，我们自己用来表征它们形态的工具也在迅速发展。我们在布里斯托尔大学制造的高速原子力显微镜具有独特的能力，能够绘制出这些带的纳米尺度特征与它们的宏观长度之间的关系。
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