上海交通大学庄小东教授课题组综述: 二维软物质的合成艺术

自石墨烯发现以来，大量的二维材料被陆续发现并得到系统研究。广义上来说，二维纳米材料指的是厚度在原子级别到几百纳米，且横向尺寸为十倍以上的材料。由于这种特殊的二维结构，二维纳米材料展现了一系列有趣的性能，尤其在光电和能源领域。因此，大量科学研究人员加入研究二维材料的队伍中来，并探索其在能源储存与转化、催化、光电器材、药物发展等领域中的应用。其中，二维软物质材料（或二维有机材料）由于其丰富的碳基骨架和多样化的合成路线而备受关注。

尽管二维软物质在近十年里得到了非常迅速的发展，但是他们仍然处于零散的开发阶段，缺乏一个统一的定义与严格分类，各种名称之间交叉重叠现象普遍。近日，上海交通大学高分子系庄小东教授在SCIENCE CHINA Chemistry杂志上发表了题为“The Art of Two-Dimensional Soft Nanomaterials”的综述，作为前一篇关于二维软物质纳米材料综述（Adv. Mater. 2015, 27, 403-427）的补充，在全新和更加丰富的分类体系下，归纳了近4-5年来二维软物质的最近进展。    

在文章中，他们主要描述二维软物质材料的合成艺术、表征的特色与挑战、各自的功能应用等。根据组成与结构的差异性，他们将二维软物质材料主要分为以下几类：（1）二维芳香分子；（2）石墨烯与石墨烯纳米带；（3）石墨炔；（4）硼/氮取代的类石墨烯；（5）二维聚合物；（6）二维超分子；（7）结晶性分子二维组装体；（8）二维共价有机框架材料；（9）二维金属有机框架材料；（10）三明治型二维多孔聚合物；（11）聚合物纳米片；（12）生物分子二维组装体等，归纳了近五年来的主要相关进展。

二维软物质材料的合成路径主要有溶剂热法、自组装法、化学气相沉积法、自上而下剥离法、自下而上直接合成法、表界面辅助法、软/硬模板辅助法、三明治型合成法等。借助于电子衍射显微镜、原子力显微镜、X射线衍射等表征技术，发现材料厚度最低可至原子级别，而横向尺寸则可以达到厘米尺度。同时，二维软物质材料从绝缘到导体的电学性能也使他们在不同的应用领域有着巨大的潜能需求。然而，二维材料结构与性能的关系的解读仍然很模糊，这篇综述中所涉及的不同二维软物质的种类依然不能完全涵盖这一领域的全部内容，他们相信，更多研究人员的加入、以及未来理论与实验的更进一步的发展会最终让这一领域更加丰富多彩。

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Zheng C, Zhu J, Yang C, Lu C, Chen Z, Zhuang X. The art of two-dimensional soft nanomaterials. Sci China Chem, 2019, 62, https://doi.org/10.1007/s11426-019-9477-y