近日消息，哈爾濱工業大學土木學院青年教師鐘晶課題組與來自國內外科研院所、高校的科研人員合作，在石墨烯基宏觀體構建與制備方面取得一系列新成果。

其中，針對石墨烯難以大規模有效定向與致密組裝問題，研究人員提出利用離心澆鑄法在旋轉過程中產生的離心力與剪切應力實現二維材料的高效大規模的高度定向及致密組裝，實現了對石墨烯薄膜以及石墨烯復合材料的高效制備。

據悉，該方法具有很強的通用性，可推廣至氮化硼薄膜、二硫化鉬薄膜以及異質結的高效制備。

筆者了解到，這些二維材料也屬于目前熱門的前沿科技領域，在醫藥、印刷電子、柔性電子、微電子、存儲器、處理器、超透鏡、太赫茲、超級電容、太陽能電池、防偽標簽、量子點、傳感器、半導體制造、NFC、醫療等方面都有所應用。

其中，立方氮化硼膜具有許多優異的物理和化學性質，被廣泛應用于機械加工、高溫電子器件、光學保護膜、半導體、 散熱板、光電開關、工具及耐熱耐酸、耐蝕涂層等方面。

二硫化鉬薄膜具備優良的光電性能，目前已經成為研究熱點。業內表示，石墨烯薄膜如果推廣至二硫化鉬薄膜的制備，將會對二硫化鉬在半導體領域的應用起到推動作用。

相關專家表示，二硫化鉬與石墨烯具有相似的力學和電學性質，但在能帶上存在較大的差別，因為石墨烯為零帶隙，而二硫化鉬具有較大的直接帶隙，可以用于制備高效率的紅光發光器件、光伏器件和光探測器件等，且在發光器件、高效率的太陽能電池、光探測領域具有廣闊的應用前景。

而異質結是不同半導體形成的結，包括pn結，np結，pp結和nn結，能夠促進光探測器、光伏器件、LED等電子器件設計的革新，讓這些器件具有許多新的功能。

業內表示，當前，異質結在納米技術方面的運用將科學家吸引，但其開發一直受到復雜、耗時、制造工藝等方面的影響。人工制造的方法已經無法滿足一些電子器件行業的生產需求。

在此背景下，各國也在積極探索新方法。例如，不久前日本東京大學生產技術研究所的科研團隊開發出一種自動化機器人，大幅提升了二維晶體的采集以及組裝成范德華異質結的速度。

據了解，當機器人將石墨烯薄片組裝成范德華異質結時，每小時可以堆疊四層，每層只需要幾分鐘的人工輸入。這也將大大促進異質結的生產，提升其在電子器件中的使用，并減少人工操作的繁瑣工序和高成本。

如今，我國在石墨烯基宏觀體構建與制備方面取得新成果，將在納米載藥、生物檢測、腫瘤治療、細胞成像等方面發揮更多的潛在應用，推動醫療領域的快速發展。并且將進一步推動國內氮化硼薄膜、二硫化鉬薄膜以及異質結的高效制備的發展，對于我國醫藥、機械設備、電子器件等行業也將是一件值得欣喜的事件。