级联闪蒸焦耳热技术，5秒内实现克级无机材料合成

下一代合成方案需要满足减少溶剂和水的使用、提高能源效率和可扩展性这三个主要标准，以尽量减少对环境的影响。然而，传统的热力学平衡合成方法由于需要高温或长时间反应，难以实现这些要求。最近，非平衡合成技术，如超快电阻焦耳加热，通过快速热冲击在几毫秒至几分钟内完成反应，显著减少了能源消耗。然而，这些方法往往需要特定的电导率条件，限制了可用试剂的范围。

在这里，莱斯大学James Tour教授和韩亦沫（Yimo Han）教授共同描述了一种创新的级联闪蒸焦耳加热（FWF）技术，此技术可在5s内来制备十种过渡金属二硫属化物、三种第十四族二硫化物和九种非过渡金属二硫属化物材料。与其他合成方法相比，FWF 在轻松的克级可扩展性和可持续制造标准方面具有巨大优势。此外，FWF 还可以生产相选择性和单晶散装粉末，这是任何其他合成方法都很少观察到的现象。FWF MoSe2 在摩擦学方面优于市售 MoSe2，展示了 FWF 材料的卓越品质。原子取代和掺杂的能力进一步凸显了 FWF 作为通用块状无机材料合成方案的多功能性。相关成果以“Flash-within-flash synthesis of gram-scale solid-state materials”为题发表在《Nature Chemistry》上，第一作者为Chi Hun ‘William’ Choi。

小结：FWF 克服了传统大规模合成方法的局限性，实现了更快的反应速率，并减少了对溶剂、水和能源的依赖。它提供了一种多功能、高效且可扩展的方案，用于生产各种无机化合物，并能够精确控制合成参数，生产相选择性和单晶粉末。FWF 展示了材料改性的灵活性，支持掺杂和克级扩展，有望以环保方式获得设计的无机材料，并节省成本。最后，FWF 材料在多种应用中表现出色，如FWF MoSe2在摩擦学性能方面优于市售 MoSe2。

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