利用化學剝離技術生產超導二硫化鎢墨水

來自普林斯頓大學、羅格斯大學和雷根斯堡大學的一個化學家、工程師、材料科學家和物理學家團隊開發了一種化學剝離技術，以生產單層分子二硫化鎢墨水。該小組在《科學進展》雜誌上發表的一篇論文中詳盡的描述了他們的技術。

隨著對創造有用的量子電腦的研究繼續進行，科學家們繼續尋找能夠支持這種機器的新材料，著眼於尋找使用超導墨水在量子電腦內列印非常冷的電路的方法。

這種新方法涉及一種由二硫化鎢和鉀層組成的材料。研究人員通過將該材料浸入硫酸溶液中進行剝離。以溶解鉀，留下單層二硫化鎢。最後將酸和其中的殘餘物沖洗乾淨，讓鎢層懸浮在一盆水中。在這種狀態下，研究人員發現，二硫化鎢層可以作為一種墨水形式使用，可以印在各種類型的表面上，如塑膠、矽或玻璃。這在材料上留下了一個一分子厚的塗層。

該塗層在室溫下保持穩定，不需要保護層，持續30天。將其冷卻到7.3K使塗層成為超導，即使在露天放置一段時間後也是如此。研究小組指出，這表明這種墨水可以在不需要特殊設備的情況下被攜帶到一個地方，然後在那裡將其冷凍，作為超導體使用。他們進一步建議，由於該過程的簡單性，將其工業化應該是相當容易的。

他們得出結論，這種二硫化鎢墨水可以用於量子電腦或核磁共振機器，在這些地方，部件已經被冷卻到了必要的溫度。該團隊下一步計畫測試使用類似的化學剝離技術在更高溫度下創造超導塗層的可能性。

（圖片來源：Shutterstock / Bartlomiej K. Wroblewski）

參考來源：Xiaoyu Song et al, Synthesis of an aqueous, air-stable, superconducting 1T′-WS 2 monolayer ink, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.add6167

https://phys.org/news/2023-03-chemical-exfoliation-superconducting-tungsten-disulfide.html

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