范德华材料（Van der Waals materials）是指一类由原子层以范德华力（而不是化学键）彼此堆叠在一起的二维层状材料。范德华材料通常被称为二维材料（2D materials）的一种，因为可以被剥离成单层厚度的二维结构。石墨烯就是从石墨（一种范德华材料）中机械剥离出来的单层碳原子晶格，是范德华材料研究的开端。
层与层之间靠范德华力结合：不同于常规材料中强的共价键或离子键，范德华材料的层间结合力很弱，这使得它们可以被轻易地剥离为单层或少层结构。
层内共价键强，层间范德华力弱：单层内部原子通过强的共价键结合，因此在二维层内非常稳定。
1.ACS Nano——范德华分层材料的机遇和挑战
自从通过胶带技术获得石墨烯以来，人们对大量二维（2D）范德华（vdW）层状材料进行了深入研究。更引人入胜的是，人们熟知的三维（3D）块状材料的物理和化学原理往往与二维范德华层材料无关，而二维范德华层材料中的奇异现象却跃然纸上。通过在平面和垂直方向上进一步构建这些材料的异质结构（可通过简单的剥离技术轻松实现），许多用于基础研究和技术应用的量子力学器件已得到证实。因此，有必要回顾一下二维 vdW 材料的特殊功能，并讨论余下的问题和挑战。在此，作者回顾了 vdW 材料库、技术相关性和 vdW 材料的特殊性，包括 vdW 相互作用、强库仑相互作用、层依赖性、介电屏蔽工程、功函数调制、相工程、异质结构、稳定性、生长问题和其余挑战。
ACS Nano 2017, 11, 12, 11803–11830 https://doi.org/10.1021/acsnano.7b07436
2.Advanced Science——高熵范德华材料
高熵概念打破了传统合金策略的限制，促进了对相空间中心区域的探索，从而拓宽了合金开发的视野。本综述强调了高熵概念与范德瓦耳斯体系的结合，从而形成了一个新的材料类别家族，即高熵范德瓦耳斯材料（HEX，HE = 高熵，X = 阴离子簇），并介绍了当前的问题和下一步的挑战。HEX 的设计策略综合了高熵材料中结构单元的局部特征（如组成、自旋和价态）和范德华材料中的整体自由度（如堆叠、扭转和插层物种），并成功用于发现高熵二钙镧系元素、磷三钙镧系元素、卤素和 MXene。多种金属成分在近乎规则的二维晶格上的丰富组合和随机分布为研究一系列选定物理性质（如超导性、磁性和金属-绝缘体转变）背后的相关特征提供了一个灵活的平台。刻意设计结构单元及其堆叠配置还能创造出新型催化剂，以提高它们在一系列化学反应中的性能。
High Entropy van der Waals Materials. Adv. Sci. 2022, 9, 2203219. https://doi.org/10.1002/advs.202203219
3.Nature Materials——范德华材料的层间机械耦合
通过使用电子显微镜阐明了范德华材料的断裂行为和相关原子尺度现象，突出了层间耦合和再结合的重要作用，为层状材料和结构的工程机械性能提供了宝贵的见解。
Interlayer mechanical coupling in van der Waals materials. Nat. Mater. (2025). https://doi.org/10.1038/s41563-025-02239-1
范德华（vdW）材料因其独特的电子、光学和机械特性而在科学和工业应用中越来越受欢迎。然而，范德华材料的纳米结构仍处于起步阶段，而且在很大程度上取决于特定的范德华晶体。因此，vdW 材料纳米结构的通用自组装技术开辟了广阔的技术前景。这项工作展示了一种利用飞秒激光烧蚀和破碎技术合成具有明确几何形状的 vdW 纳米粒子的简便通用方法。该技术的简便性使作者能够从 50 多种 vdW 前体材料（包括过渡金属瑀、MXenes 和其他 vdW 材料）中制备出纳米粒子。获得的纳米粒子具有完美的晶体结构和多种形状，从纳米球到纳米立方体和纳米四面体。因此，作者的方法为 vdW 纳米结构设计提供了一条通用的途径，在尺寸、形状和材料成分方面具有广泛的可调性，可适应特定的应用要求。
ACS Nano 2025, XXXX, XXX, XXX-XXX https://doi.org/10.1021/acsnano.5c00546
本文源自微信公众号：材料er
原文标题：《什么是范德华材料？》
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/c0JbuGw8FpjZ6SWT6aqgdw
本转载仅出于分享优质测试干货，旨在传递更多观点，并不代表赞同其全部观点或证实其内容的真实性。文章中所包含的图片、音频、视频等素材的版权均归原作者所有。如有侵权请告知删除。
