要研究2D材料,一种共同的途径是在固体基板的表面上支撑它们。在这种情况下,如果要按需插入离子,即通过某种控制机制,则必须与电解质接触。相对于计数器电极,给定的2D材料中给定的离子物种的化学潜力差异为离子插入的驱动力提供了可以控制的驱动力。尽管底物本身可以用作固态电解质,例如在离子导电玻璃陶瓷的情况下,[10-12]在受支持的2D材料的层之间插入离子插入可能会受到阻碍,因为通常有效地插入了通常通过边缘或缺陷站点进行有效插入。在从顶部施加电解质时,覆盖它们的可能性更大 - 近年来,这种方法主要用于静电门控。[13,14]为了以系统的方式插入和运输的目的解决,重要的是以图案化的方式将电解质与2D材料集成在一起,例如在离子扩散过程上强加方向性。这主要是样本量和模式分辨率问题,可以通过100 µm及以后的规模来解决,例如,通过固态电解质的添加剂制造[15]或通过对液体的喷墨打印。[16–18]这些方法的当前局限性是通过打印分辨率以及通过电解质的机械性能来设置的。这些往往很容易弄湿样品表面的大部分,必须因此,粘性电解质或离子 - 凝胶更直接地打印[16],而一系列低粘度电池级电解质(例如碳酸乙酯/碳酸乙酯中的LIPF 6)不是。
研究二维材料时,一种常见的方法是将它们支撑在固体基底表面上。在这种情况下,如果要按需插入离子,即通过某种控制机制,则必须使离子与电解质接触。二维材料中特定离子相对于对电极的化学势差为离子插入提供了可控的驱动力。尽管基底本身可以充当固态电解质,例如离子导电玻璃陶瓷,[10–12] 但支撑二维材料层之间的离子插入可能会受到阻碍,因为有效插入通常通过边缘或缺陷位进行。从顶部涂抹电解质时更有可能覆盖这些位置——这种方法近年来被广泛使用,主要用于静电门控。 [13,14] 为了系统地解决离子插入和传输问题,将电解质与 2D 材料以图案化方式整合在一起非常重要,例如,对离子扩散过程施加方向性。这主要是样本大小和图案分辨率问题,在 100 µm 及以上的规模上可以解决,例如通过固态电解质的增材制造 [15] 或液态电解质的喷墨打印。[16–18] 目前,这些方法的局限性在于打印分辨率以及电解质的机械性能。因此,粘稠电解质或离子凝胶更容易打印,[16] 而一系列低粘度电池级电解质(如碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯中的 LiPF 6)则不然。这些电解质往往很容易润湿样品的大部分表面,必须
许多研究表明,激光纹理化之后,新处理过的金属表面由于存在微/纳米结构而呈现亲水或超亲水状态[3–5]。当激光纹理化表面较长时间暴露在环境空气中时,可以观察到润湿性从超亲水性转变为超疏水性[5–10]。因此,激光纹理化的金属表面在环境条件下储存时可实现超疏水性。不同金属的转化时间不同。例如,经纳秒激光纹理化的铜或黄铜需要大约 11–14 天才能变为超疏水[11,12]。Jagdheesh 等人[13]报道,激光烧蚀铝的润湿性转化需要大约 40 天。而飞秒激光烧蚀不锈钢的润湿性变化比其他金属需要更长的时间(52–60 天)[14,15]。
