歷經(jīng)百年研究，具有多重響應能力的有機液晶已成為現(xiàn)代光學領域不可或缺的核心材料。然而，制備過程復雜、成本高、具有潛在接觸毒性等特點逐漸帶來了一系列技術與環(huán)境問題。因此，尋找綠色安全、廉價易得的新型高性能液晶材料，開發(fā)有機液晶電光器件的互補性技術，具有很強的研究價值和社會意義。

近日，清華大學深圳國際研究生院材料研究院劉碧錄副教授團隊提出開發(fā)二維功能礦物作為以上愿景的一種新穎解決方案。二維材料徑厚比極大的幾何特性可能與其他本征性質(zhì)高度耦合而引入光、電、磁等多種性質(zhì)上的各向異性，使二維材料具有超越傳統(tǒng)有機液晶靈敏度的場致響應行為。與此同時，多種無機礦物材料具有層狀結(jié)構，易于二維化生產(chǎn)，展現(xiàn)出儲量豐富、環(huán)境友好的先天優(yōu)勢�；�于以上思路，研究人員制備了一種基于層狀硅酸鹽礦物——蛭石的新型二維無機液晶材料。這一成果不僅為一系列光學應用提供了潛在的大規(guī)模、低能耗解決方案，也為傳統(tǒng)礦物資源的功能化、高值化應用探索了新的方向。

研究人員采用氯化鈉、氯化鋰等常見的鹽溶液從層狀蛭石原料大量制備了徑厚比達到103的單層蛭石，其單元層由兩個四面體片層夾合一個八面體片層構成。以上單層蛭石具有順磁性響應特性，面內(nèi)面外的磁化率存在各向異性，其較大的光學帶隙（3.9eV）也為其在可見光全波段的光學調(diào)制打下了基礎。以上制備過程能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)無廢，未剝離的蛭石原料和鹽溶液可以循環(huán)復用。在可能的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)中，人們還有望利用海水進一步降低成本。

圖1.二維蛭石的制備及表征