二维材料合成方法学新进展

　　在国家自然科学基金项目（批准号：21925110、21890751）等资助下，中国科学技术大学吴长征教授团队成功合成了一类二维材料AMX2纳米片（A=单价离子，M=三价离子，X=硫族元素）。该成果以“具有室温超离子导电行为的化学计量比二维非范德华力AgCrS2（Stoichiometric two-dimensional non-van der Waals AgCrS2 with superionic behaviour at room temperature）”为题，于2021年10月18日发表在《自然•化学》（Nature Chemistry）上，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-021-00800-4。

　　新结构二维材料的合成是近年来无机合成领域的重要方向。而实现从非范德华力层状材料到二维材料的化学合成是发现新结构二维材料的关键路径。但是，非范德华力层状材料往往拥有层间强化学键作用，这极大地阻碍了其二维结构的合成。

　　吴长征团队通过电化学插层非范德华力层状材料AMX2，利用层间金属A与大半径插层分子电对之间的氧化还原电势差，成功剥离合成了二维非范德华力AMX2纳米片。新二维AgCrS2纳米片获得了与块材类似的组分和晶格结构。研究发现，其离子导电性随着厚度降低而大幅提高，并在单层展现出室温超离子导电行为，较之块材提升了三个数量级。该二维材料实现了Ag+离子沿着四面体空位的跃迁能垒大幅降低，从而将块材高温超离子导电相（仅在673 K以上出现）成功稳定至室温附近（图1）。

　　该研究为未来新结构二维材料的合成和探索提供了新思路。

图1 AgCrS2纳米片的结构与离子输运性能