iMAGE技术：二维材料规模化生产的普适方法

以石墨烯为代表的二维材料在信息、能源等领域有重大应用前景。但遗憾的是，目前二维材料家族中仅有石墨烯及其氧化物可实现工业化吨级生产，其余大量各具特色的二维材料尚停留在实验室制备阶段。

最近，清华大学-伯克利深圳学院成会明、刘碧录团队受固体润滑剂失效原理启发，发展出了一种力传输剂辅助纯剪切力剥离生产二维材料的新方法（iMAGE技术, interMediate-Assisted Grinding Exfoliation）。固体润滑剂的失效源于块体材料层间的滑移，而滑移的结果便是块体材料被剥离为少层。受此启发，研究者采用硬质研磨颗粒（力传输剂）辅助与加快这一过程，从而快速剥离制备二维材料。

iMAGE技术能规模化生产制备石墨烯等多种二维材料，所制备的二维材料具有高质量、非官能化、厚度和尺寸可控等特点。以六方氮化硼为例，iMAGE技术可快速、规模化制备平均尺寸为1.2 μm，平均厚度为4 nm（~12层）的二维氮化硼，其中少层率达67%，制备速率达0.3 g h^-1，是目前少层率最高，制备速率最快的方法。

同时，该方法具有很好的普适性，所制备二维材料的电学和光学性质分布范围宽广，包括以石墨烯为代表的导体材料、二硫化钼等过渡金属硫化物、氧化钛等金属氧化物、碲化铋、黑磷等为代表的各类半导体，和以六方氮化硼、云母为代表的绝缘材料。 

此外，通过与矿产公司（洛阳申雨钼业，洛钼集团）合作，研究者已初步验证了该方法的可放大性，利用自然存在且价廉的钼矿物实现了二维二硫化钼的规模制备，具备吨级二维材料生产能力。

iMAGE技术为大规模制备二维材料这一难题提供了一条全新的技术路线，对未来二维材料工业化生产设备的设计具有指导意义，为二维材料的产业应用夯实了材料基础。

该研究成果发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR）。因发现石墨烯而获得2010年诺贝尔物理学奖的Kostya S Novoselov教授等人为该文撰写评述文章（详见文后），对该工作进行了高度的评价。他们认为该文作者“发展了一种非常简单而优美的方法，实现了通过剪切力进行二维材料的高效剥离……该方法将会促进石墨烯及二维材料的规模化生产，进而促进其在功能复合材料、能源、印刷电子等领域的应用”。

  文章信息：[点击下方链接或阅读原文]

Mass Production of Two-Dimensional Materials by Intermediate-Assisted Grinding Exfoliation

https://doi.org/10.1093/nsr/nwz156

诺奖得主Kostya S Novoselov等人评述文章：

Grinding exfoliation for scalable production of 2D materials 

https://doi.org/10.1093/nsr/nwz202