纳米材料工程突破　为新一代智能电子装置奠基

香港城市大学（城大）科研团队在纳米材料领域取得突破，成功研发出一项精准且具量产潜力的技术，可制备具相位可切换特性的 WS₂ 纳米薄片。该技术让材料性能可按不同应用需求订制，为新一代电子装置、传感器及可穿戴技术的发展开辟新道路。

城大材料科学及工程学系副教授、海洋污染国家重点实验室成员曾志远教授领导的研究团队，发现透过调控「锂离子插层剥离」 过程中的电流密度， 可精准控制WS₂纳米片的晶体相态。他们发现，较小电流下可获得具备半导体特性的2H相 双层纳米片；而较高电流则会诱导材料产生2H至1T′相的相变，生成具金属特性的1T′相单层纳米片。这种对相变的高度可控性突破了长期限制二维材料工程的难题，使材料可依照特定技术需求订制。

研究成果已于国际期刊Nature Synthesis发表，论文题为〈可溶液加工的WS₂单层或双层纳米片的相态可切换制备〉。

曾教授解释说：「这项研究提出了一种在剥离过程中精确控制2D WS₂纳米片晶相的方法，令可溶液加工的过渡金属二硫化物（TMD）材料具备大规模生产及客制化的潜力。这方法填补了相态调控技术的空白，大幅提升了材料合成的效率，并为相工程在传感器、电子装置等领域的应用奠定了基础。」

这项技术创新的关键在于精确调控电流密度与截止电压，使表面薄膜形成与锂离子扩散之间达成微妙平衡，从而选择性地获得2H相双层或1T′相单层纳米片。

这项新技术的实际应用潜力巨大。研究人员已证明相态可控的WS₂纳米片可应用于高响应湿度传感器中，并根据材料的相态呈现不同性能表现。展望未来，研究团队计划将技术拓展至其他二维材料，探索其在可穿戴电子装置、光电子装置及非接触式人机介面等领域的应用潜力。

 

城大曾志远教授、于欣格教授、麻省理工学院的李巨教授及东方理工大学的谷猛教授是本研究的共同通讯作者。共同第一作者为梅亮博士、高瞻博士、杨锐捷先生及张震博士，皆来自城大。

如有查询，欢迎联络城大材料科学及工程学系的曾志远教授（电邮：zhiyzeng@cityu.edu.hk）。