目前，智能手機(jī)的大多數(shù)部件都是由硅和其他化合物制成的，這些原件價(jià)格昂貴，又容易破碎，去年全球共計(jì)售出了近15億部智能手機(jī)，因此制造商正在尋找更耐用，成本更低的部件。

    加拿大皇后大學(xué)數(shù)學(xué)與物理學(xué)院的Elton Santos博士與斯坦福大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)、加利福尼亞州立大學(xué)以及日本國(guó)家材料科學(xué)研究所等一批頂尖科學(xué)家合作，共同創(chuàng)造出了新型的動(dòng)態(tài)混合裝置，該設(shè)備的導(dǎo)電速度前所未有，并且對(duì)于大型半導(dǎo)體工廠來(lái)說(shuō)輕便耐用并且易于制造。

    該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，將半導(dǎo)體分子C60與分層材料相結(jié)合，例如將石墨烯和hBN相結(jié)合，就可以生產(chǎn)獨(dú)特的材料技術(shù)，從而徹底改變智能設(shè)備的概念。

    這個(gè)組合之所以能夠發(fā)生作用是因?yàn)楫?dāng)C60將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電力時(shí)，hBN使得石墨烯具有了穩(wěn)定性、電子兼容性并且可以隔離電荷。這種混合后的特性并不是自然存在的，而由這種組合制成的任何智能設(shè)備都將受益于這個(gè)獨(dú)特的混合功能特性。該方法稱為范德華固體，允許化合物以預(yù)先定義的方式組合在一起。

    Elton Santos博士解釋說(shuō)：“我們的研究結(jié)果表明，這種新型‘神奇材料’與硅具有相似的物理特性，但它同時(shí)又具有改良后的化學(xué)穩(wěn)定性、亮度和靈活性。因此，它就可能用在智能設(shè)備中，而且不易破裂。”

    “這種材料也可能意味著智能器件比以前耗用的能量更少，因?yàn)檫@種器件的架構(gòu)可能會(huì)提高電池壽命并可以減少電擊。”

    他接著補(bǔ)充說(shuō)：“我們與全球各地來(lái)自于化學(xué)、物理、材料等各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家們一起努力，通過(guò)這些各領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)的碰撞，我們相信我們能夠使用模擬來(lái)預(yù)測(cè)所有材料的組合方式，并最終實(shí)現(xiàn)這些功能，來(lái)解決日常問(wèn)題。”

    這項(xiàng)前沿研究是伴隨時(shí)代發(fā)展的，也是一個(gè)涉及智能領(lǐng)域關(guān)鍵角色的熱門(mén)話題。這項(xiàng)研究也為皇后大學(xué)在前往國(guó)際杰出調(diào)查這片土地上開(kāi)辟了一條清晰的國(guó)際途徑。

    該項(xiàng)目最初從模擬方面開(kāi)始。在模擬實(shí)驗(yàn)中，Santos博士預(yù)測(cè)，這種hBN、石墨烯和C60的組合可能會(huì)產(chǎn)生一種新固體，該固體有著顯著的新的物理和化學(xué)性質(zhì)。然后，他與他的合作者——加州大學(xué)的Alex Zettl教授以及位于長(zhǎng)灘島加州州立大學(xué)的Claudia Ojeda-Aristizabal教授就這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了交談。由此而知，在整個(gè)項(xiàng)目中其理論與實(shí)驗(yàn)之間有著強(qiáng)大的協(xié)同作用。

    Santos博士說(shuō)：“這是一個(gè)理論家夢(mèng)寐以求的項(xiàng)目，因?yàn)橥ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果與我理論預(yù)測(cè)的結(jié)果非常匹配，這通常在一般的實(shí)驗(yàn)中不容易實(shí)現(xiàn)。這個(gè)模型做出的幾個(gè)假設(shè)經(jīng)過(guò)證明都是完全的正確。”

    這些發(fā)現(xiàn)已經(jīng)在世界上最負(fù)盛名的《ACS納米》刊物上發(fā)表，這為進(jìn)一步探索新材料打開(kāi)了大門(mén)。目前研究還有一個(gè)需要解決的問(wèn)題：石墨烯和新材料結(jié)構(gòu)缺乏“帶隙”，這個(gè)“帶隙”是電子設(shè)備執(zhí)行開(kāi)關(guān)切換操作的關(guān)鍵。

    然而，Santos博士的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在尋找可行的解決方案：過(guò)渡金屬二硫化物（TMDs）。由于過(guò)渡金屬二硫化物的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定、來(lái)源廣而且與硅元素直接存在帶隙，這些材料目前一直是研究的熱門(mén)課題。

    他解釋說(shuō)：“通過(guò)對(duì)過(guò)渡金屬二硫化物的研究，我們已經(jīng)生產(chǎn)出了一個(gè)樣板，但是將來(lái)我們希望能夠增加過(guò)渡金屬二硫化物的附加功能，使其成為半導(dǎo)體，這樣也就不存在帶隙的問(wèn)題，因此現(xiàn)在有一個(gè)真正的晶體管即將來(lái)臨。”