1。2  液相剥离方法的发展

从上面的二维晶体量子点的发展的介绍来看，超声液相剥离方法一直扮演着举足轻重的角色。2008年，Jonathan Coleman18等人第一次报道了用液相剥离的方法制备大面积完好的石墨烯，从此开启了用液相剥离方法制备二维晶体材料的时代。

1。2。1  液相剥离方法的原理

液相剥离方法之所以能把石墨、TMDs和黑磷等材料的粉末剥离几层原子层厚度的二维晶体材料，其关键在于要使得发生剥离后的混合分散体系和之前未发生剥离的混合体系之间净能量增量即吉布斯自由能 很小，理想情况下为负数，其计算可有下式给出：

式中 为混合熵（Entropy of mixing），由于混合的过程通常是熵增加的过程，所以其通常大于零， 为混合焓（Enthalpy of Mixing），其计算公式为：

其中δi是i相的表面能的平方根，Tflake是要被剥离的薄片的厚度，是在溶剂中的二维晶体粉体的体积分数。从等式中我们可以得出，假若要使得混合焓趋于零则溶剂的表面能应该接近于二维晶体材料的表面能，换句话说就是， 取决于二维晶体材料和溶剂的表面能的匹配程度。而对于二维晶体材料来说，其表面能的大小等于原子层间的范德华力。以制备石墨烯为例，石墨烯的表面能约为70-80mJ m-2,而通常用液相剥离方法制备石墨烯所用的溶剂的表面张力在40-50mJ m-2,其通过（1。3）式换算成表面能后刚好在70-80mJ m-2这个范畴18。

其中 为溶剂表面张力， 为溶剂的表面熵，通常取0。07～0。14mJ m-2,T为温度。

当向分散液中加以一定功率的超声波时，会不断在液体中产生微小的气泡，气泡迅速长大并崩溃，气泡在崩溃时会释放出巨大的能量，产生冲击波，从而使得原始块体材料中因范德华力形成的键断裂。而由上述分析可知，在特定的溶剂里，刚被剥离出的新的原子面和溶剂接触产生的作用力和原来未被剥离时的范德华力作用大致相当，和发生剥离前的混合体系相比，剥离后的混合体系的能量并未增加多少，从而发生剥离后的体系能稳定存在，原来的块体材料可以被剥离成二维晶体材料。