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等离子刻蚀技术在二维材料加工领域的新应用
随着工业的发展，能源消耗增加，环境保护愈显紧迫，寻找可再生清洁能源一直是人们关注的热点问题。氢气是极具潜力的可再生清洁能源。利用水分解方法制备氢气具有可持续、无污染等优点从而受到广泛关注。目前最有效的析氢反应催化剂为纳米结构的贵金属铂。然而贵金属资源的稀缺和高成本，使得科学家们在积极寻找廉价替代物。
近年来受到广泛关注的二维过渡金属硫化物已成为可能的候选替代材料，成为新型高效的电催化析氢反应的催化剂。其析氢反应主要发生在原子不完全配位的二维材料边界处，因此，要实现二维过渡金属硫化物在电催化析氢反应中的应用，如何合成、制备具有更多的带有不完全配位原子边界的二维过渡金属硫化物是该材料能否取代贵金属铂的关键。
上海交通大学陈明伟教授（点击查看介绍）研究团队，通过与中科院硅酸盐研究所黄富强研究员（点击查看介绍）团队合作，利用低能量等离子技术对二维材料TaS2纳米片进行刻蚀处理，该技术能够在三个原子层厚的二维晶体上可控加工高密度原子尺度的孔洞，增加其催化位点，从而有效改善二维材料析氢催化活性。结合球差矫正电镜（Cs-corrected TEM）原子尺度结构表征，该团队定量测量了其开发的二维多孔材料催化活性与原子缺陷密度的关系，从实验上证明两者之间具有正比关系，为理论探索两维材料催化机理提供了实验依据。该方法也可用于处理其他二维材料，使其表面形成可控的缺陷从而影响其物理化学活性，为二维材料的加工和应用提供了新的思路。
相关研究成果已在线发表在材料领域顶尖学术期刊《Advanced Materials》(IF= 18.960)。第一作者为其研究团队研究生李慧和谭勇文博士。
该论文作者为：Hui Li, Yongwen Tan, Pan Liu, Chenguang Guo, Min Luo, Jiuhui Han, Tianquan Lin, Fuqiang Huang, Mingwei Chen
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201602502/abstract
Atomic-Sized Pores Enhanced Electrocatalysis of TaS2 Nanosheets for Hydrogen Evolution
Adv. Mater., 2016, 28, 8945-8949, DOI: 10.1002/adma.201602502
导师介绍
陈明伟教授：http://www.x-mol.com/university/faculty/26781
黄富强研究员：http://www.x-mol.com/university/faculty/16246