近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院特種陶瓷研究所胡平安教授團(tuán)隊(duì)在大尺寸高指數(shù)晶面單晶金屬制備領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果以《預(yù)應(yīng)變誘導(dǎo)制備大尺寸高指數(shù)晶面單晶鎳箔》（Prestrain Guided Yield of Large Single-Crystal Nickel Foils with High-Index Facets）為題發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202400248
具有高指數(shù)晶面的單晶金屬箔的制備在基礎(chǔ)研究中具有重要的科學(xué)意義和巨大的應(yīng)用潛力。高指數(shù)晶面表面具有豐富的原子排列結(jié)構(gòu)，可以為高質(zhì)量范德華薄膜材料的外延生長(zhǎng)以及電化學(xué)還原催化方面的應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支持。例如，高質(zhì)量的新型二維材料單晶薄膜以及單一取向納米帶材料的外延生長(zhǎng)能夠通過(guò)高指數(shù)晶面單晶金屬箔襯底得以實(shí)現(xiàn)。然而由于高指數(shù)晶面具有高表面能，在熱力學(xué)以及動(dòng)力學(xué)上并不能優(yōu)先形成，因此具有高指數(shù)晶面的大尺寸單晶金屬箔的可控制備仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
預(yù)應(yīng)變誘導(dǎo)制備大尺寸高指數(shù)晶面單晶鎳箔示意圖及實(shí)物圖
針對(duì)這一難題，胡平安教授團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種預(yù)應(yīng)變工程調(diào)控技術(shù)，通過(guò)引入應(yīng)變能改變了低指數(shù)晶面在熱力學(xué)上形成的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，可以調(diào)節(jié)應(yīng)變能大小，高效可控制備出一系列具有高指數(shù)晶面（單晶面）的單晶箔，最大的單晶鎳箔尺寸超過(guò)5x8cm2，通過(guò)熱力學(xué)理論分析以及分子動(dòng)力學(xué)模擬解釋了預(yù)應(yīng)變調(diào)控高指數(shù)晶面的內(nèi)在機(jī)理。該預(yù)應(yīng)變工程調(diào)控技術(shù)具有一定的普適性，可以推廣至其它單晶金屬箔材料的制備。此外，研究團(tuán)隊(duì)還在單晶Ni(012)箔上制備出高質(zhì)量的石墨薄膜，在熱管理領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
哈工大為論文唯一通訊單位，胡平安教授為論文通訊作者，材料學(xué)院博士生蘇震為論文第一作者。航天學(xué)院荊宇航教授、材料學(xué)院李興冀教授參與了分子動(dòng)力學(xué)模擬相關(guān)的研究工作，材料學(xué)院張雁祥教授對(duì)本工作的熱力學(xué)理論分析提供了幫助。
來(lái)源：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
原文鏈接：https://news.hit.edu.cn/2024/0530/c1510a235895/page.htm
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