基于材料基因工程方法探索新型过渡金属卤化物-原子层2D材料(2)
。 美国的“材料基因组计划”自实施以来取得较快的发展，事实证明，“材料基因组计划”对新材料的发展有着很大的推动[7]。
1.2 二文材料的性质和应用 空间具有三个文度，材料在其中一个文度上具有纳米尺度（1 nm~100 nm），材料的电子被束缚在另外两个文度中，那么这种材料就称为二文材料。二文材料可以是一层原子厚度，也可以是两层或两层以上原子厚度。多层原子厚度的二文材料，层内原子一般是通过共价键来结合，层间存在范德华力。二文材料一直被认为是不稳定存在的一种材料，但是石墨烯的成功制备证明了二文材料可以稳定存在[7]。然后，吹冰方碳化硼h-BN、过渡金属硫属化物TMDCs、黑磷等二文材料被陆续发现并制备出来，二文材料家族逐渐发展壮大。 二文材料因为其独特的结构，表现出与其他材料不同的优秀的性质。二文材料的电子限制在一个平面内，无法在层与层之间自由运动，表现出很高的迁移率，在电子器件方面有很重要的应用[8]。计算证明，共价键结合的超薄二文材料拥有优秀的机械性质[9]。它们原子尺度的厚度导致了良好的机械柔性，以及优良的透光性，这两个性质说明二文材料可以用来制备高韧性的透明电子光电器件[8]。显然二文材料拥有很大的比表面积，这使得它们可以在表面活性应用中发挥作用，比如光催化，电催化和超级电容器[10]。同时，大的比表面积使得超薄二文材料可以用来构建固体来生成功能复合材料，比如作为基底来生长其他纳米材料，甚至可以作为强化填充材料来加强得到的复合材料[11]。此外，二文材料还对外界刺激表现敏感，比如化学修饰，外加电场，机械应力，其他原子和分子的掺杂等[8]。 材料基因组计划中基础设施建设平台及其内涵 2011年6月24号，为了应对全球竞争，美国总统奥巴马在卡耐基•梅隆大学的演讲中首次提出了“材料基因组计划”（The Materials Genome Initiatives， MGI） ，倡议发展基础措施，加快美国的先进材料的发现和研究[1-2]。材料基因组计划的目的是加快材料的发现、开发、制造和使用的速率，最终达到材料的从开发到投入使用的速度极大提高，成本降低[3]。如图 1.1所示，该计划要求建设三个平台，包括“计算工具平台”、“实验工具平台”、“数字化数据平台”[4]。建设“计算工具平台”，就是发展计算工具和方法，缩短实验试错的时间，加快新材