石墨烯后继有人？科学家发现数百种二维材料，或引发新一轮革命！

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二维材料，伴随着2004年英国曼彻斯特大学（University of Manchester）Geim小组成功剥离出单原子层的石墨材料——石墨烯（graphene） 而提出。石墨烯因其具有的单元子层厚度、高载流子迁移率、强度高等特性，无论在理论上还是实际应用中都被广泛认为是21世纪的革命性材料。

那么除石墨烯之外，是否还有其它与石墨烯结构相似、性能相近的二维材料？单层石墨烯是由碳（C）原子通过强共价键相结合而成，而石墨烯层与层间是通过较弱的范德华力（分子间作用力）相吸引，正是这种结构特点使科学家得以从石墨上剥离下单层石墨烯。

近日，瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员依据这一结构特点，在多种开放性数据库（Crystallography Open Database等）中利用定制程序对符合上述结构特性的物质进行了筛选。最终从超过10万个晶体结构中获得了1825个初步目标晶体，其中每一个都可能剥离出类似于石墨烯那样的二维结构片层。

二维材料单原子的极薄厚度为电子学及材料领域提供了极其光明的前景。另一方面，单原子层材料的物理性质常常与三维结构材料存在天壤之别，这为应用过程中创造了新的自由度，同时也在凝聚态物理领域大放光彩。

结果严格筛选，研究人员最终确定出了258种结构并不太复杂的化学物质可能成为石墨烯的后继者。其中半导体材料竟然多达166种，同时有92种材料被认定为金属物质，另外还有56种材料可能具有不寻常的磁性。

要知道，即使这258种材料中仅有一小部分最终能像石墨烯那样成为科学界的香饽饽，也会为电子及其它领域创建特定的材料提供更多的选择。研究人员表示，下一步将会测试这些筛选出化合物的二维材料特性，寻找下一个令人兴奋的“超级材料”。

参考文献：Two-dimensional materials from high-throughput computational exfoliation of experimentally known compounds, Nature Nanotechnology, Published online:06 February 2018, doi:10.1038/s41565-017-0035-5