当前位置 : X-MOL首页行业资讯 › 磷的发展史,黑磷已成为过去式?

磷的发展史,黑磷已成为过去式?

1.jpg

01


崭露锋芒




      17世纪,德国商人布兰德痴迷于炼金术,他曾听说可从尿液体中制得“金属之王”黄金,于是抱着发财的目的,使用尿做了大量实验。1669年,他在一次实验中,将砂、木炭、石灰等和尿混合,加热蒸馏,虽没有得到黄金,但是竟意外得到一种十分美丽的物质,这种物质看起来有点像白蜡,周身散发出一种幽幽的蓝绿色光芒。布兰德把这种物质叫做phosphorum,在拉丁文中为“冷光”的意思,英语叫做phosphours—白磷,由此开启了一种新的元素—磷的时代。

2.jpg




1845年,奥地利化学家施勒特尔发现了红磷,确定白磷和红磷是磷的同素异形体。由于红磷无毒,可在240℃左右燃烧,受热后能转变成白磷继续燃烧,于是红磷成为制造火柴的原料,一直沿用至今。

3.png

02


研究热潮-黑磷


1914年,美国物理学家布里奇曼选用棒状白磷,在水下融成一个15cm的壳状物,待其完全固化后用机械振动尽可能地除去水分,并立即将其置于200℃的煤油浴中。同时,使用油压泵向样品白磷施加1.2GPa的压力,随后缓慢地将压力提升至1.3GPa。布里奇曼在整个装置冷却后释放压力,发现白磷变成了一种黑色物质—黑磷。

4.jpg

但在很长的一段时间内黑磷并没有引起人们的关注。20世纪中期以后,黑磷的制备方法得到了一定程度的发展,到2014年,复旦大学张远波团队成功制备了二维黑磷场效应晶体管,从此开启了研究黑磷的热潮。


人们发现黑磷在储能设备、光电子器件、光催化、生物传感等方面都有巨大的应用潜力,被称为可取代石墨烯的“梦幻材料”。


然而随着磷的另外一种同素异形体的成功制备,黑磷“梦幻材料”的头衔可能会被取代。

03


梦幻材料-紫磷


紫磷是另外一种层状磷的同素异形体。

1865年,德国科学家希托夫从熔融铅中发现紫色磷。

1969年,德国科学家瑟恩和克雷布斯给出了紫磷的晶体结构。

在这之后的很长时间里,都没有可靠的实验数据确定紫磷的合成及其晶体结构,所有关于紫磷的研究大多是以其结构为基础进行的理论计算,甚至很多研究者认为紫磷可能只是一种中间结构,根本无法合成出来。


直到2019年,西安交通大学张锦英课题组首次合成宏观尺寸单晶紫磷,并通过机械剥离和液体剥离的方法首次获得紫磷烯。紫磷和紫磷烯被证明比黑磷与黑磷烯更稳定,进一步验证了紫磷是最稳定的磷的同素异形体。


目前关于紫磷的研究已经开始,未来有望在机械、电子、光电、催化剂和医学领域得到广泛应用,成为新的“梦幻材料”。

5.png


04


未来可期-蓝磷


除了白磷、红磷、黑磷和紫磷外,研究人员认为存在一种新形式的磷元素—蓝磷,也应该是稳定的,并且在理论上可能是一种有效的半导体。

未来蓝磷的出现将会为磷家族带来什么样的变化呢,让我们拭目以待!


目前学术界关于磷元素的研究主要还是集中在黑磷,从初期制备方法的研究发展到在红外光电器件、场效应晶体管、光热疗等诸多领域的应用,并常年出现在NC、Angew、AFM等顶刊上。紫磷由于合成过程较为复杂,目前主要研究多集中于理论及制备方法研究方向。


为了让更多科研工作者有机会探索紫磷的潜在应用,先丰纳米于2021年10月推出重磅新品—“紫磷晶体”“紫磷晶体粉末”,方便不同学科、不同应用领域的研究人员跨学科研究,目前“紫磷烯”材料也已经在研发中,预计2022年初上新,欢迎关注先丰纳米公众号了解更多紫磷的信息。

产品推荐

6.png

      近年来纳米材料的发展日新月异,层出不穷,我们已知的纳米材料已经上万种,并且每隔一段时间就会有涌现出新的纳米材料,让我们对世界的了解更进一步。及时了解新型纳米材料的特性并利用起来,可以大大提高科学技术和生产力的发展。
      如何快速了解如此多的新型纳米材料呢?
      先丰纳米是一家从事纳米材料研究12年的科技公司,现拥有石墨烯、类石墨烯、MXenes、石墨炔、碳纳米管、金属纳米材料、无机纳米材料、有机纳米材料、生物纳米材料等25大类1500多种前沿先进纳米材料,12年来服务超60000科技人员,使用先丰产品发表的论文突破7000多篇,其中包含Nature、JACS、Advanced Functional Materials等顶级期刊。

7.png

      关注“先丰纳米”公众号,带你快速了解最新纳米材料的特性及潜在应用,还可根据需求,定制研发各类新型纳米材料。
      先丰纳米与你一起探索世界!

8.jpg

先丰纳米12周年庆精彩活动



01 注册送福利(扫码查看)

前100名注册先丰纳米送3.88元现金红包等福利!

9.png


02 定制服务—满足个性化材料需求

10.png


点击“阅读原文”查看更多材料


如果篇首注明了授权来源,任何转载需获得来源方的许可!如果篇首未特别注明出处,本文版权属于 X-MOLx-mol.com ), 未经许可,谢绝转载!

阿拉丁
在线讲座新型非易失性
系统生物学合成生物学
英语语言编辑 翻译加编辑
专注于基础生命科学与临床研究的交叉领域
遥感数据采集
数字地球
开学添书香,满额有好礼
加速出版服务
编辑润色服务全线九折优惠
传播分子、细胞和发育生物学领域的重大发现
环境管理资源效率浪费最小化
先进材料生物材料
聚焦分子细胞和生物体生物学
“转化老年科学”.正在征稿
化学工程
wiley你是哪种学术人格
细胞生物学
100+材料学期刊
人工智能新刊
图书出版流程
征集眼内治疗给药新技术
英语语言编辑服务
快速找到合适的投稿机会
动态系统的数学与计算机建模
热点论文一站获取
定位全球科研英才
中国图象图形学学会合作刊
东北石油大学合作期刊
动物源性食品遗传学与育种
专业英语编辑服务
中科大
华盛顿
上海交大
德州大学
美国
香港科技大学
浙江大学
东莞理工
普渡大学
东方理工
ACS材料视界
down
wechat
bug