元素百科信息频道：通常情况下，胶带不会被视为科学突破性进展。但当英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆时（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖罗夫夫夫（Konstantin Novoselov）(2010年两人获得诺贝尔物理学奖)2004年，他们在《科学》杂志上与同事发表了研究成果——用透明胶带从石墨烯上剥落碳原子的单原子片，这项研究慢慢拉开了材料革命的序幕。
去年，全球研究人员发表了15000多项石墨烯研究成果。这种现象是合理的：石墨烯是迄今为止生产的最轻的材料，其强度是钢的100倍，比铜具有更好的导电性和灵活性，在很大程度上是透明的。研究人员想象了未来基于石墨烯的每一种产品，如从下一代计算机芯片和柔性显示器到电池和燃料电池。
然而，石墨烯可能不会作为理想的材料对未来产生巨大的影响，而是通过它衍生出来的产物。虽然石墨烯有许多令人眼花缭乱的优点，但它也有缺点，特别是它不能作为半导体——这是微电子的基石。现在，化学家和材料学家正试图越过石墨烯，寻找其他材料。他们正在合成另外两种具有灵活性和透明度的二维片状材料，具有石墨烯无法企及的电子特性。他们将其中一些转化为具有轻量化和灵活性的快速电子和光学设备。他们希望这些材料能成为未来工业的支柱。
石墨烯，打开二维材料的新视野
从某种意义上说，二维材料并不是一种新技术。自20世纪60年代以来，研究人员一直使用分子数外延（MBE）机器开发了原子形状的薄片材料。然而，MBE机通常用于储存硅、砷化镓等材料——这些晶体材料的原子结构通常倾向于形成三维结构。从这个角度来看，MBE机制成的原子层就像奶酪，是三维材料的二维版本。
石墨烯不同，更像是书中的纸页，中国台湾省新竹“国立清华大学”材料学教授Yi-Hsien Lee说。令科学家们惊讶的是，当他们密切研究石墨烯时，他们发现块状石墨烯中没有导电性和光学特性。“最大的教训是石墨烯没有那么不同。中国上海复旦大学凝聚物理学家张远波说，尽管如此，研究人员说：“石墨烯将二维材料带到聚光灯下。”
说到高科技设备，石墨烯的光环有点暗淡。大多数被认为是电子时代有价值的材料都是半导体，而石墨烯更像是金属导体。“石墨烯确实是一种非常有价值的材料。” Davidid，密歇根州立大学凝聚态物理学家 Tomanek说：“但它与电子行业并不匹配。”
二硫化钼是光学设备的首选材料
在这两种材料中，二硫化钼的研究率先开始。二硫化钼于2008年合成，称为过渡金属二硫化物材料（TMDs）大家庭的成员之一。这个有点“花哨”的名字代表了它们的结构：一个过渡金属原子（即钼原子）和一对来自元素周期表第16列的原子，包括硫和硒（这个元素家族被称为氧元素）。
让电子制造商惊讶的是，所有的TMDS都是半导体。它们的薄度几乎和石墨烯一样(在二硫化钼中，两层硫原子像三明治一样夹住一层钼原子)，但它们还有其他优点。就二硫化钼而言，其优点之一是电子在平面薄片中的运行速度，即电子迁移率。二硫化钼的电子迁移率约为100cm2/vs(即每平方厘米每伏秒通过100个电子)，远低于晶体硅的电子迁移率1400 cm2/vs ，然而，科学家们正在研究这些材料，用于未来的电子产品，如柔性显示器和其他可以灵活伸展的电子产品，而不是非晶硅和其他超薄半导体。
研究表明，即使是大型二维材料，二硫化钼也很容易制造。这使得工程师能够以非常快的速度测试他们在电子产品中的性能。例如，2011年，瑞士联邦理工学院Andras Kis带领的研究团队在《自然-纳米技术》一文中表示，他们用只有0.65纳米厚的二硫化钼单层薄片制作了第一批晶体管。结果表明，基于硅的产品和后续产品比技术更先进的同类产品具有其他独特的属性。
此外，二硫化钼还有其他令人向往的特性，即直接带缝，使材料将电子转化为光子，反之亦然。这一特点也使二硫化钼成为光学设备中使用的优质候选人，如光发射器、激光、光电探测器，甚至太阳能电池。一些科学家说，这种材料也具有储量丰富、价格低廉、无毒等特点，所以Yi-Hsien Lee认为：“它的前途光明。”
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