二維材料由于其獨特的物理和化學性質，成為了材料科學和納米技術領域的研究熱點。然而，要將這些材料應用于電子和光電子器件需要克服大面積轉移的技術難題。目前，二維材料的制備通常依賴于化學氣相沉積或機械剝離等方法，但這些方法在大面積轉移方面存在一系列的挑戰。傳統的轉移方法，如基于聚合物支撐層的轉移，往往在轉移過程中引入有機殘留物，降低了材料的質量和電學性能。此外，轉移過程可能導致二維材料的電子性質和質量退化，增加了制備過程的復雜性和成本。

日本九州大學全球創新中心Atsushi Yasui & Hiroki Ago教授團隊提出了一種利用可調控粘附力膠帶的新型轉移方法。該膠帶利用紫外光控制其粘附力，使其在轉移過程中能夠優化粘附到二維材料表面，特別是對于單層石墨烯的轉移效果達到了超過99%的產率。此外，通過調整粘附層的組成和轉移程序，這種方法還能夠成功轉移其他二維材料，包括雙層石墨烯、過渡金屬二硫化物、六方氮化硼和堆疊異質結構。

這一創新的轉移方法不僅成功實現了對多種二維材料的大面積轉移，而且在轉移過程中保持了這些材料的高質量和優異的電學性能。通過研發的膠帶庫，研究者們展示了這一技術的通用性和多功能性，使得不同類型的二維材料能夠輕松地被轉移到各種基底上，包括陶瓷、紙張、塑料等。相關研究成果以“Ready-to-transfer two-dimensional materials using tunable adhesive force tapes”為題發表于《Nature Electronics》。

圖1. 紫外光膠帶輔助轉移單層石墨烯及其表征。

圖2. 與其他轉移方法的比較。

圖3. UV 膠帶輔助石墨烯轉移機制。

圖4. 其他2D材料的轉移和堆疊異質結構的制備。

圖5. MoS2和石墨烯的切割和轉移過程。

圖6. 2D 膠帶的多功能性及其應用。

該研究在二維材料轉移領域提出了一種創新的方法，通過使用經紫外光照射調控粘附力的功能性膠帶，成功實現了各類大面積二維材料的高效轉移。這一技術突破不僅解決了傳統轉移方法中普遍存在的污染和缺陷問題，還實現了對轉移后材料表面的高度清潔。

通過比較與傳統轉移方法，研究者展示了該方法在轉移單層石墨烯、雙層石墨烯、過渡金屬二硫化物和多層氮化硼等二維材料時的優越性。更為重要的是，該方法不僅可用于制備垂直堆疊的多層二維材料結構，而且允許對堆疊角度進行精確控制，為多樣化電子器件的設計提供了可能性。

此外，研究者還展示了該方法的廣泛適用性，不僅可以在平整基底上實現轉移，還可輕松應用于具有曲面、溝槽和孔洞等不同表面結構的目標基底。該技術的可塑性使其成為各種應用領域的可靠選擇，例如電子器件制備、儲能設備和傳感器等。最令人振奮的是，研究者通過切割膠帶的方式，提出了一種經濟高效的創新工藝，降低了對材料的需求，從而降低了生產成本。

審核編輯：劉清