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      超薄2-D金屬有自己的元素周期表
      
			
      
				2018-11-18 12:28:41
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			  來源：GIZMODO
			
      
		
      
				
		
      
			
      周期表的新版本展示了二維金屬的預(yù)測特性，這是一種不起眼的合成材料。
      

      在1原子厚的片材中，大多數(shù)這些2-D金屬在現(xiàn)實世界中尚未見到。因此，芬蘭Jyväskylä大學(xué)的物理學(xué)家Janne Nevalaita和Pekka Koskinen模擬了45種金屬元素的二維材料，從鋰到鉍。對于每張紙，研究人員測量了平均化學(xué)鍵長度，鍵合強度和材料的可壓縮性，將原子壓得更近是多么困難。然后，該團(tuán)隊在新的周期表中繪制了這些功能。
      

      超薄2-D金屬有自己的元素周期表
      

      這項新工作在1月15日物理評論B中有所描述，可以幫助研究人員確定哪種二維金屬最適合各種應(yīng)用，如刺激化學(xué)反應(yīng)或傳感氣體。
      

      這些金屬類似于先前研究的2-D材料，例如超材料石墨烯(SN：10/3/15，第7頁)及其表親二元金剛(SN：9/2/17，第12頁)。但是這些材料由共價鍵構(gòu)成 - 其中原子對共享電子 - 這些二維金屬由金屬鍵組成，其中電子在原子之間更自由地流動。“這是一種全新的納米結(jié)構(gòu)家族，”科斯基寧說。“天空是極限，應(yīng)用程序可能是什么。”
      

      與其他超平面材料一樣，一些潛在的二維金屬可能表現(xiàn)出奇特的量子特性，例如二維磁性或超導(dǎo)性，即無阻力傳輸電能的能力。這些材料可能使這些材料對量子計算有用，賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)家約書亞羅賓遜說，他沒有參與這項工作。
      

      Nevalaita和Koskinen創(chuàng)建了三個周期表，列出了具有三角形，方形或蜂窩結(jié)構(gòu)原子的二維金屬的特性。研究人員利用他們的三個表格，發(fā)現(xiàn)二維金屬的特性與三維金屬的特性有關(guān)。例如，排列成三角形晶格的任何給定金屬的原子通常具有該金屬的3-D版本中原子的鍵強度的約70%。正方形和蜂窩狀晶格通常分別顯示出3-D金屬的粘合強度的約66%和54%。
      

      周期表顯示了二維和三維金屬在鍵長和可壓縮性方面的類似關(guān)系。這些發(fā)現(xiàn)可以讓研究人員快速了解從未在實驗室或計算機模擬中創(chuàng)建的二維金屬，只是基于其三維模擬的眾所周知的特征。
      

      Nevalaita和Koskinen還比較了原子排列成三種不同構(gòu)型的二維金屬的穩(wěn)定性。研究人員發(fā)現(xiàn)許多二維金屬在三角形和蜂窩狀圖案中是穩(wěn)定的，但在正方形中則不然。Koskinen說，未來的計算機模擬可以檢驗這些材料的電磁特性。了解二維金屬的穩(wěn)定性和屬性特征可以告知科學(xué)家在實驗室中制作的材料。
      

      “這是2-D金屬領(lǐng)域的冰山一角，”賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)物理學(xué)家Mauricio Terrones表示，他沒有參與這項工作。
      
			

			
        
      
			
      
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