中山大学科研团队创新发现"编织晶界"现象。
新华社记者郑天虹和杨淑馨报道,中山大学化学学院郑治坤教授的研究团队创新性地研发出一种高性能的二维晶体薄膜,他们揭示了一种利用牺牲性小分子作为引导剂,促使邻近晶格区域形成编织晶界的制备策略。这一成果有望拓宽晶体膜在分离、光电和柔性设备等领域的应用,已被《自然》杂志发表。
郑治坤团队专注于探究晶态聚合物均质孔膜的制备、结构优化及其性能提升。他们的研究从均匀孔道结构的实现,到增强其效率、稳定性和耐用性,步步推进。
在制备过程中,他们巧妙地加入了牺牲性导向试剂,将其比喻为“线性聚合物的织梭”。线性聚合物凭借其自然的缠绕和穿插特性,编织起二维聚合物,形成独特的编织晶界。随着结晶过程的进行,线性聚合物会自行脱落,留下坚韧的晶界结构。
实验结果显示,这种编织晶界连接的晶态聚合物膜表现出卓越的韧性和弹性,以及接近铝合金和黄金的机械强度。即使材料在承受压力断裂时,裂纹不会扩散,对临近区域的膜性能影响极小。
郑治坤表示:“这项技术为二维晶体材料在柔性电子设备和高纯度物质分离方面开辟了新路径。相较于传统膜,全结晶的聚合物膜有望以更高的效率实现更高纯度的物质分离。”
这一突破性研究成果值得分享,以推动更多领域对二维晶体材料的应用探索。
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