مواد دوبعدی؛ معرفی، انواع، ویژگیها و کاربردها
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، تهران، ایران
2 دانشجوی کارشناسی، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، تهران، ایران
3 استاد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، تهران، ایران
4 استادیار، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، تهران، ایران
doi
10.30501/jamt.2021.260205.1145چکیده
مواد دوبعدی، گروهی از مواد هستند که تنها یک بعد آنها در مقیاس نانوست. هرچقدر تعداد اتمهای سطحی در مواد دوبعدی بیشتر باشد، واکنشپذیری فیزیکی و شیمیایی در آنها، در مقایسه با حالت تودهای (bulk)، افزایش مییابد. ویژگیهای مواد دوبعدی، نظیر نسبت سطح به حجم بالا، ریختشناسی صفحهای و ویژگیهای مکانیکی، نوری، الکتریکی و مغناطیسی قابلتنظیم آنها، باعث شده است انتخاب مؤثری در کاربردهایی مانند الکترواپتیک، قطعات الکترونیکی، انرژی، محیط زیست، زیستپزشکی و دارورسانی باشند. مواد دوبعدی به ده دسته کلی تقسیم میشوند که عبارتاند از مواد دوبعدی پایه کربنی (شامل گرافن، اکسید گرافن، اکسید گرافن احیاشده، گرافِین، فلوئوروگرافن، گرافاین، گرافیدین و گرافون)، نیترید بور هگزاگونال، کربونیترید گرافیتی، مواد دوبعدی عنصری (عناصر گروه 14 و 15)، دیکالکوژنیدهای فلزات واسطه، اکسید فلزات واسطه، مکسن، مواد پروسکایت دوبعدی، فلزات دوبعدی و رسهای دوبعدی (مشتمل بر رسهای سیلیکاتی و هیدروکسیدهای دولایهای). در این مقاله، پس از تقسیمبندی این مواد، هریک از آنها معرفی و برخی ویژگیها و کاربردهای آنها بررسی شده است. اگرچه تاکنون بیشتر درباره گرافن مطالعه شده است تا سایر مواد دوبعدی، انتظار میرود این مواد نیز، از نظر ویژگیها و کاربرد، دارای ظرفیتی مشابه گرافن باشند و در آینده، پژوهشهای بیشتری دربارۀ آنها انجام و به تعداد این مواد اضافه شود.
