二维材料的清洁之举 二维材料比如石墨烯可能只有一到两个原子厚，但它们正准备为柔性电子设备提供动力，彻底改变复合材料，甚至净化我们的水源。然而，如此薄的代价是：如果材料被污染，我们所依赖的功能性能会改变。幸运的是，许多二维材料表现出“自洁现象”，意味着当不同的二维材料被压在一起时，来自空气和实验室的杂质会被排出，使大面积清除杂质。自2004年石墨烯被发现以来，一大批其他二维材料被发现，每种都有不同的性质。当石墨烯和其他二维材料结合时，这些新材料的潜力得以发挥。将一系列精心选择顺序的二维材料叠加在一起可以产生称为异质结构的新材料，可以进行微调以实现特定目的（从LED到水净化，再到高速电子设备）。这些平坦区域产生了一些当今最迷人的物理现象。现在，我们对这些区域完全清洁的假设正受到审视。在《Nano Letters》上发表的一篇文章中，曼彻斯特大学国家石墨烯研究所的研究团队表明，即便是二维材料叠层时所需要的气体，也会影响材料的结构和性质。他们发现，对于一类名为过渡金属硫属化合物（TMDCs）的二维材料来说，一些之间存在着非常大的间隙，这一间隙与荷兰纳德布大学的卡特斯内尔森教授和鲁登科博士进行的理论计算无法解释。这些观察结果似乎都指向了二维材料之间存在杂质的可能性。为了证实这一点，使用封闭的装有纯氩气气氛的密闭箱（称为手套箱）叠放二维材料，其中环境可以完全控制。之前，相同材料之间存在大间隙，但这一次给出的距离却与理论预测的干净无杂质界面相匹配。使用高分辨率电子显微镜成像这些结构的艾丹·鲁尼博士解释说：“通过侧视这些三明治结构，我们可以看到这些独特材料是如何结合在一起的，发现我们之前忽略的新秘密。”领导进行这项工作的研究团队的莎拉·海格博士说：“这种洞察力改变了我们如何利用二维材料来制造LED和传感器。人们已经知道这些器件的性能很大程度上取决于我们如何制造它们，而我们第一次观察到了原因。”这一发现的后果将直接影响我们如何为未来的应用制造石墨烯器件，表明甚至影响2D材料堆叠所用的环境也会影响材料的原子结构和性质。该研究得到英国工程与自然科学研究理事会（EPSRC）及其NOWNANO博士培训中心、皇家学会、美国国防威胁减少局和ERC新秀研究基金的资助。
