解码2D材料增长：白色石墨烯的见解为更清洁的能源和更高效的电子产品打开了大门

萨里大学发表在《Small》杂志上的一项新研究表明，对二维材料六方氮化硼（hBN）及其在金属基板上的纳米结构的生长过程进行解码的突破，可以为更高效的电子产品、更清洁的能源解决方案和更环保的化学制造铺平道路

只有一个原子厚的hBN——通常被称为“白色石墨烯”——是一种超薄、超弹性的材料，可以阻挡电流，承受极端温度，并抵抗化学损伤。其独特的多功能性使其成为先进电子产品中的宝贵组件，可以保护精细的微芯片，并开发出更快、更高效的晶体管

更进一步，研究人员还证明了纳米多孔hBN的形成，这是一种具有结构化空隙的新型材料，可以实现选择性吸收、高级催化和增强功能，极大地扩展了其潜在的环境应用。这包括检测和过滤污染物，以及增强先进的能源系统，包括储氢和燃料电池的电化学催化剂

该研究的主要作者、萨里化学与化学工程学院副教授Marco Sacchi博士说：“我们的研究揭示了控制这种非凡材料及其纳米结构形成的原子尺度过程。通过了解这些机制，我们可以以前所未有的精度设计材料，优化其性能以实现一系列革命性技术。”

由Marco Sacshi博士领导的团队与奥地利格拉茨理工大学（TU Graz）合作，结合Anthony Payne博士和Neubi Xavier博士的理论工作，将密度泛函理论和微动力学建模相结合，绘制了从硼嗪前体到hBN的生长过程，研究了关键的分子过程。例如扩散、分解、吸附和解吸、聚合和脱氢

这种方法使他们能够开发一个原子尺度模型，允许材料在任何温度下生长

理论模拟的见解与格拉茨研究小组的实验观察非常吻合，为具有特定设计和功能的受控、高质量hBN生产奠定了基础

格拉茨理工大学该项目的首席研究员Anton Tamtögl博士说：“之前的研究既没有考虑所有这些中间体，也没有考虑如此大的参数空间（温度和颗粒密度）。我们相信，这将有助于指导hBN在其他金属基底上的化学气相沉积生长，以及纳米多孔或功能化结构的合成。”