单层MoS应变₂/hBN界面增强析氢反应活性

最近，中国科学院国家纳米科学技术中心（NCNST）王斌教授领导的研究团队报告称，二维材料气泡中产生的应变有利于析氢反应（HER）的催化活性。这项研究发表在《化学催化》杂志上

通过电化学水分解产生的绿氢提供了实现碳中和生产工艺的潜力。催化剂在促进阳极HER方面发挥着至关重要的作用，使其成为向可持续能源未来过渡的关键组成部分

过渡金属二硫族化合物（TMDs），特别是MoS2，已引起人们对取代铂基材料的关注。已经实施了一系列策略，如缺陷、掺杂、空位和界面工程，以提高MoS2基面对HER的催化活性

然而，平面外微观结构（如褶皱或波纹、卷轴或褶皱以及气泡）的影响经常被忽视，由于其灵活性，这些微观结构通常存在于2D材料中。因此，活性位点与催化剂测试性能之间的相关性仍然值得怀疑，特别是考虑到在实际催化剂中容易出现弯曲形态

在这项研究中，王教授的团队受到自上而下方法制造的气泡的启发，通过液滴辅助转移方法，实现了在单层MoS2和hBN之间的界面上剪裁具有不同“无衬底”曲率的气泡

有限元建模（FEM）计算表明，应变分布从气泡的外围向中心逐渐增加。大气泡可以达到高达1.74%的应变水平

“我们的团队发现了一种制造气泡的创新方法，实现了精确的定制，并深入了解了气泡对应变分布的深刻影响。实验结果表明，与较大气泡相关的应变水平超过了典型的晶格畸变诱导应变。

”王教授说：“我们认为，这一发现对理解平面外结构与固有材料特性之间的复杂关系具有重要意义。”此外，理论研究表明，这种平面外结构中出现的应变可以调节电子结构，从而调节催化剂的质子吸附性能，这不仅为氢能生产提供了更高效、更稳定的催化剂，还可能推动其他相关领域的技术进步