一个合作研究团队使用二维半导体材料的边对边组装制造了一个足球形状的结构。该研究已登上《Angewandte Chemie》国际版期刊网络版的封面。
该研究小组由 In Su Lee 教授和博士领导。浦项科技大学 (POSTECH) 化学系的候选人 Sun Woo Jang 与蔚山国立科学技术学院 (UNIST) 能源与化学工程系的 Kwangjin An 教授合作，成功控制了二维二氧化硅纳米片 (2D-SiNS) 的边缘形成类似足球的结构。
二维纳米片的平面结构表现出独特的机械和光学特性，使其在半导体器件、催化剂、传感器和许多其他领域具有多种用途。片材之间分子间力(范德华力)的强烈吸引力通常会导致面直接接触的结构，从而损害催化功能的机械稳定性。
在这项研究中，研究团队开发了一种 2D-SiNS 的边对边组装技术。对于 2D-SiNS，电荷分布根据表面曲率或结构特征而变化，并且通常边缘区域对电荷分布的差异敏感。
研究小组利用这一特性诱导 2D-SiNS 边缘之间的相互作用。与传统的面对面组装不同，该技术侧重于边缘的组装。
这一突破使得研究人员能够将 2D-SiNS 组装成空心足球形状的结构，即使在高温和各种溶剂等挑战性条件下，也表现出卓越的机械稳定性和耐用性。此外，这种结构可以防止纳米结构的无意聚集，并抑制焦炭的形成，从而阻碍催化活性。
这种结构特征显着增加了组装的2D-SiNS表面积，提高了催化反应的效率并促进反应物的顺利移动。重要的是，当在高温下进行连续反应时，它在从甲烷和二氧化碳生产氢气和一氧化碳方面表现出出色的催化活性和耐久性。