黑磷、二硫化鉬等可能不如石墨烯那樣大名鼎鼎，但它們和石墨烯其實同屬一門，都是科研領域的研究熱點——二維材料，二維材料因其獨特的性質，尤其是電性能，受到了廣泛的關注。

    布里斯托大學UCL-led項目的研究結果表明，二維（2D）納米材料可通過在液體中溶解層狀材料的方法來制備。這種液體可以用于低成本二維納米材料的量產，使二維材料有望在未來得到大范圍應用。

    盡管二維納米材料（石墨烯等）具有卓越的物理性能以及革新技術的潛力，但因其規模量產的技術尚不成熟，因此將其應用于實際還是有諸多限制和挑戰。

    發表于Nature Chemistry的這一新工藝可進行許多單層二維材料的量產。研究人員將這一技術用于不同的二維材料，例如有關半導體和熱電的，以此制造出可用于太陽能電池或轉變廢熱為電的二維材料。

    UCL的物理學和天文學博士兼研究主任Chris Howard說：“二維納米材料具有優異的性能和獨特的尺寸，這意味著它們可用于各種器件，從電腦顯示器到智能紡布等都可以使用二維納米材料。”

    “許多制造和應用二維納米材料的技術是難以實現量產或會損壞材料的，但我們已經成功地解決了這些問題。這一新工藝有助于幫助我們更深刻地體會到二維納米材料的潛力。”

    在這項由皇家工程與工程和物理科學學院資助的研究項目中，科學家們將帶正電鋰離子和鉀離子插入不同材料的層間，包括Bi2Te3、MoS2和TiS2等，以此給予每一層負電荷，從而創建出所謂的“層狀材料鹽”。這些層狀材料鹽，無序化學反應或攪拌即可溶于選定的溶劑中。

    科學家們用原子力顯微鏡分析了溶液成分，用透射電子顯微鏡觀察了二維納米材料的結構和厚度。他們發現，層狀材料在溶液中溶解成孤立、細小、無損、清潔的小片層。

    來自UCL、布里斯托大學、劍橋石墨烯中心和蘇黎世聯邦理工大學的研究團隊已經能夠證明，即使是包含百萬原子的二維納米片也是形成穩定溶液而非懸浮液。這些二維材料的突破性分析是由Oliver Payton博士和Loren Picco博士等共同完成的。利用高速原子力顯微鏡可測量層厚以及二維片狀區域的分布。

    這些測試對于新工藝的優化是至關重要的，并且可提供保證量產質量的最佳路線。Oliver Payton博士說：“我們使用的是世界上最快的三維超分辨率顯微鏡，這使我們能同時測量成千上萬的二維納米薄片，而這在傳統的掃描探針顯微鏡上是難以實現的。”

    “我們的測量手段比其他同類的技術更為準確，這使得我們團隊可以將這一新的生產工藝做到至善至美。”

    第一作者Patrick Cullen博士（UCL化學工程）說：“當我們向鹽（層狀材料鹽）加入溶劑時，我們并沒有想到這一范圍的二維納米材料會形成溶液，層狀材料鹽尺寸較大，但是卻像普通食鹽一樣易溶于水。這一事實使它們在量產上可以大做文章，這不僅在科研領域有意義，在工業生產領域也很重要。

    ”我們已經證實它們可以涂到表面上，并且干燥后可自排為各種形狀。它們也可以像黃金用于電鍍金屬一樣電鍍于表面。我們希望用我們的工藝制作不同的二維納米材料，并嘗試將其應用于各種領域。“

    這一技術已取得專利，并且可用于商業化生產。