固體凝聚態物質通常具有三維結構，分子或原子在三維空間有序排列被劃分為晶相材料，其它則通常被劃分為非晶相材料。當材料喪失在部分維度有序性將形成過渡狀態的固態材料，這類材料在某些維度有序其它維度無序，因而介於晶相及非晶相之間。維度有序過渡晶相理論的研究可以闡明固體材料是如何從晶相材料變成非晶相材料的。
基本介紹
定義,原理,產品特點,套用,
定義
根據分子排列的有序程度的有無，固體材料通常被“非黑即白”地劃分為晶相及非晶相兩種物相。然而固體凝聚態物質具有三維結構，可以選擇性的除掉材料三維結構中某個維度的周期有序性，這類材料僅僅在部分維度具有，周期有序性，因而被稱為過渡晶相，也可稱為維度有序過渡晶相。
原理
過渡晶相是在完全有序的晶相與完全無序的非晶相之間的中間過渡狀態。迄今為止，人們對可能的過渡晶相知之甚少。2011年諾貝爾化學獎得主DanShechtman發現的準晶相材料揭示了一類中間態的金屬材料。準晶體具有與晶體相似的長程有序的原子排列，但不具備短程有序性及平移對稱性。準晶的發現打開了一扇通往這片中間過渡狀態之門。
2004年曼切斯特大學Geim小組製備出了單原子層的石墨材料—石墨烯（graphene），因其載流子遷移和熱量擴散都被限制在二維平面內，使得這種材料展現出許多奇特的性質，並因此被稱為二維材料。二維材料僅在二維尺度上具有原子排列的有序性，也被稱為二維晶體。 可以預見，當三維晶體材料中一個維度的有序性發生破損，降維到二維晶體材料的過程中，應該存在一種介於有序及無序之間的中間狀態，即三維無序二維有序的中間狀態。事實上，早在1942年，晶體學大師B. E.Warren 在研究炭黑時就意識到了這一點。碳黑是通常被認定是無定型碳，一般難以給出明確的X-ray 粉末衍射信號。B. E.Warren教授通過研究指出，碳黑由石墨微晶構成，具有一定程度的二維有序性，碳黑應該代表了一種介於有序和無序之間的中間態物質，而並非完全的非晶態物質。正因為如此，碳黑在高溫處理後可以向晶相發生轉變。
陳殷教授於2019年首次在世界上設計合成並闡明了一種三維無序二維有序過渡晶相。在此基礎上進一步提出了維度有序過渡晶相理論，通過設計及一系列實驗製備了二維及一維有序的固相材料。這類三維材料僅僅在二維或一維上有序，而在其它維度無序，是一種具有部分長程有序性結構的固相材料，因而介於晶相及非晶相之間。維度有序過渡晶相理論的研究可以系統闡明具有三維結構的固體材料是如何從晶相材料變成非晶相材料的。
產品特點
過渡晶相材料在一個維度上具有非常弱的分子間作用力，因此極易剝離形成單層的二維材料。常規二維材料納米片之間存在強的分子間作用力，易於發生聚集並恢復晶相。過渡晶相單層二維材料不存在強的分之間作用力，易於大規模製備，同時不會發生團聚，是世界上第一類可以大規模套用的單層二維材料。
套用
過渡晶相材料在一個維度上具有非常弱的分子間作用力，因此其巨觀物理性質與其它材料有很大不同，需要進一步深入研究。從過渡晶相材料出發，極易製備單層二維材料，可廣泛套用於相應功能二維材料領域。
