研究揭示了二维纳米材料的关键动力学，以期实现更大规模的生产

莱斯大学的一组研究人员绘制出了二维材料斑点在液体中的移动方式——这些知识可以帮助科学家组装具有与二维材料相同有用特性的宏观尺度材料

Rice研究生Utana Umezaki说：“二维纳米材料非常薄，只有几个原子厚，是片状材料。”她是发表在ACS Nano上的一项研究的主要作者。“它们的行为与我们日常生活中习惯的材料非常不同，并且具有非常有用的特性：它们可以承受很大的力，抵抗高温等。为了利用这些独特的特性，我们必须找到将它们转化为更大规模的材料，如薄膜和纤维。”。Rice的研究人员重点研究了由碳原子组成的石墨烯和六方氮化硼，这种材料的结构与石墨烯相似，但由硼和氮原子组成

“我们对六方氮化硼特别感兴趣，它有时被称为‘白色石墨烯’，与石墨烯不同，它不导电，但具有高抗拉强度和耐化学性，”化学、生物工程、材料科学和纳米工程教授、Rice化学系主任Angel Martí说。“我们意识到的一件事是，人们对六方氮化硼在溶液中的扩散并不是很了解。

”事实上，当我们查阅文献时，我们发现石墨烯也是如此。我们找不到这些材料在单分子水平上的扩散动力学，这正是我们解决这个问题的动力。“

研究人员使用荧光表面活性剂，即发光皂，对纳米材料样品进行标记，并使其运动可见。这种运动的视频使研究人员能够绘制出样品的轨迹，并确定其大小和运动方式之间的关系。

”Umezaki说：“根据我们的观察，我们发现它们的运动速度和大小之间有一个有趣的趋势。我们可以用一个相对简单的方程来表达这一趋势，这意味着我们可以用数学方法预测运动。”。“发现石墨烯在液体溶液中的移动速度较慢，可能是因为它的层比六方氮化硼更薄、更灵活，从而产生更多的摩擦。研究人员认为，实验得出的公式可以用来描述其他二维材料在类似环境中的移动方式。”。“

作为最早研究二维纳米片材料流体力学的研究之一，这项研究有助于填补该领域的空白，并有助于克服二维材料制造的挑战。

”Martí说：“我们研究这些构建块的最终目标是能够产生宏观材料。”Rice大学化学、化学和生物分子工程教授Anatoly Kolomeisky和a.J.Hartsook化学和生物化学与生物分子工程学教授、化学和材料科学与纳米工程教授Matteo Pasquali是这项研究的通讯作者