武汉大学付磊六方氮化硼-石墨烯的二维核壳结构阵列

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       核壳结构是一种纳米材料通过化学键或者其他作用力将另一种纳米材料包覆起来形成的纳米尺度有序组装结构。通俗地形容，这种结构就和我们平时吃的“水煮蛋”差不多。构筑这种结构可以对内核材料的表面态进行修饰，从而显著优化或拓展其性能。随着近年来二维材料研究的兴起，有的吃货研究者们就坐不住了，他们想把核壳结构的鸡蛋换个吃法，油煎成平面的荷包蛋会不会有更奇特的美味呢？然而，目前二维核壳材料的制备还鲜有报道。另一方面，荷包蛋煎一个肯定是不够吃的，要是一次来一打，一定吃得更过瘾。每个精心设计的二维核壳结构都是一个独立的功能性单元，如若能同步实现其阵列的制备必将大大拓展核壳结构的应用领域，同时推动二维集成器件的发展。

       武汉大学付磊教授的先进纳米材料实验室（LAN）率先在这一领域取得了突破，首次获得了六方氮化硼-石墨烯的二维核壳结构阵列。这种煎蛋的方式可以说非常巧妙，他们别出心裁地选择了液态Cu作为“煎荷包蛋的油”，获得了高质量均匀且绝对单层的“蛋白”——石墨烯，为后续向其中加入氮化硼“蛋黄”提供了一个绝佳的平台。接下来，待“油”冷凝，他们向固化后的铜基底/石墨烯表面通入“蛋黄”的原料——硼吖嗪分子，便能使其在石墨烯“蛋白”的表面进行自对称排列。这些分子可在石墨烯表面分解产生氢气，并对石墨烯进行刻蚀。最终，通过氮化硼在石墨烯面内的刻蚀生长，他们便能得到像“荷包蛋”一样的六方氮化硼-石墨烯二维核壳阵列。这种通过自组装的方法获得的“荷包蛋”阵列结构超级有序，各个结构单元的核、壳形状和尺寸以及各个单元间的排列都具有接近完美的规整性和有序性，可以说是一次就能吃得非常满足了。不仅如此，通过调节生长时间和前驱体的质量还能对“荷包蛋”阵列的“蛋黄”以及“蛋白”尺寸进行有效调控，口味非常丰富。
       可以预期，如若对该方法进行拓展，人们将开辟一个在二维尺度上进行核壳结构自组装的新世界，极大促进二维材料在下一代集成器件中的工业化应用。这一研究成果发表在Journal of the American Chemical Society 上。