5月20日，華中科技大學(xué)黃亮課題組受到中國(guó)古代四大發(fā)明之一黑火藥的啟發(fā)，提出了一種膨化制備超薄氧化物的策略。該策略利用硝酸銨和葡萄糖的美拉德反應(yīng)與劇烈的氧化還原反應(yīng)形成的大尺寸碳納米片作為犧牲模板，成功合成出36種多孔金屬氧化物納米片，其中包括稀土氧化物、過(guò)渡金屬氧化物、Ⅱ主族金屬氧化物、Ⅲ主族金屬氧化物、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物以及復(fù)合型鈣鈦礦氧化物（圖1-3）。該方法簡(jiǎn)單、高效、可批量化制備多孔金屬氧化物納米片，且無(wú)需后續(xù)純化處理，具有廣闊的應(yīng)用前景。
圖1. (A)膨化制備的二維多孔氧化物的示意圖；(B) Nd2O3多孔納米片的光學(xué)照片；(C和D）Nd2O3多孔納米片在不同區(qū)域的SEM圖像，比例尺是1；(E) Nd2O3多孔納米片的TEM圖像，插圖是TEM圖像的放大圖像；(F) Nd2O3多孔納米片的高分辨TEM圖像，插圖為相應(yīng)的FFT圖案；(G) Nd2O3多孔納米片的AFM圖像。(H)粉紅色標(biāo)注為膨化制備的超薄金屬氧化物。
圖2.鈣鈦礦型多孔納米片的結(jié)構(gòu)表征。
圖3.Y2O3多孔納米片的形成過(guò)程和生長(zhǎng)機(jī)理。
該研究成果以 Puffing ultrathin oxides with nonlayered structures 為題發(fā)表在 Science Advances 上。該研究工作第一完成單位為華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家研究中心，得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金以及WNLO創(chuàng)新基金的支持。
