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RMIT-新南威尔士大学的一项合作将液态金属合成应用于压电学，推动了未来灵活的可穿戴电子学和生物传感器从人体运动中获取能量。

据预测，原子厚的一硫化锡（SnS）等材料将表现出强大的压电特性，将机械力或运动转化为电能。这种特性，加上其固有的灵活性，使它们很可能成为开发灵活的纳米发电机的候选材料，可用于可穿戴式电子产品或内部自供电的生物传感器。

然而，到目前为止，这种潜力一直受到合成大型、高结晶单层锡一硫化物（和其他第四族一氢化物）的限制，层间强耦合造成的困难。新的研究通过应用RMIT开发的一种新的液态金属技术来合成材料，解决了这个问题。随后的测量结果证实，使用新方法合成的单硫化锡表现出优异的电子和压电性能。由此产生的稳定、柔性单层一硫化锡可被纳入各种设备中，实现高效的能量收集。

这项工作开始于两年半以前，RMIT和UNSW之间的强强合作使其取得了成果。论文的第一作者HareemKhan女士表现出非凡的毅力，与YongxiangLi教授一起克服了许多技术挑战，证明了这一概念的可行性。

前所未有的合成技术涉及硫化锡（SnS）的范德华剥离，当锡熔化时，在硫化氢（H2S）气体的环境中形成锡的表面。H2S在界面上分解并使熔体表面硫化形成SnS。

该技术同样适用于其他单层IV族单晶硅，据预测，这些单晶硅将表现出同样的强压电性。这种基于液态金属的方法使我们能够以最小的晶界提取出均匀的、大规模的SnS单层。

测量证实了该材料具有高载流子迁移率和压电系数，这转化为特殊的峰值产生的电压和负载功率为一个特定的应用应变，高于任何以前报道的二维纳米发电机。

器件的高耐久性和灵活性也得到了证明。这证明了非常稳定的如合成的单层SnS可以商业化地实现到发电的纳米器件中.它们也可以用于开发用于采集人体机械运动的传感器，符合当前智能、便携和柔性电子的技术趋势。

该成果是向基于压电的、灵活的、可穿戴的能量收集装置迈出的一步，它还提出了一种前所未有的大(晶圆)规模的单硫化锡单层合成技术。

压电材料可以将施加的机械力或应变转化为电能，最为人熟知的是用于燃气烤架和炉灶的简单压电打火机，感应加速度突然变化的压电器件被用于触发汽车安全气囊，而更敏感的器件可以识别手机的方向变化，或构成声音和压力传感器的基础。

甚至更敏感的压电材料可以利用极小的机械位移、振动、弯曲或拉伸所产生的小电压，为微型化设备供电，例如嵌入人体的生物传感器，无需外部电源。

该研究《Liquidmetal-basedsynthesisofhighperformancemonolayerSnSpiezoelectricnanogenerators》于年7月发表在《NatureCommunications》上。