単層材料

材料科学において、単層材料または2D 材料という用語は、原子の単層からなる結晶固体を指します。これらの材料はいくつかの用途では有望ですが、依然として研究の焦点となっています。単一の元素から得られる単層材料は、通常、名前に -ene 接尾辞が付きます (例:グラフェン) 。2 つ以上の元素の化合物である単層材料は、-ane または -ide 接尾辞が付きます。2D 材料は、通常、さまざまな元素の 2D 同素体または化合物 (2 つ以上の共有結合元素からなる) のいずれかに分類できます。

安定した単層材料は数百種類あると予測されています。^{[1] [2]}これらの材料や、他の多くの合成可能な単層材料の原子構造と計算された基本特性は、計算データベースで見つけることができます。^[3] 2D材料は、主にトップダウン剥離とボトムアップ合成の2つのアプローチを使用して生成できます。剥離方法には、超音波、機械、水熱、電気化学、レーザー支援、マイクロ波支援剥離があります。^[4]

グラフェン

グラフェンは、ほぼ透明（可視光に対して）な1原子厚のシート状の炭素の結晶 同素体です。重量比でほとんどの鋼鉄より数百倍も強度があります。 ^{[5]グラフェンは、}銅の100万倍の電流密度を示す、最も高い熱伝導率と電気伝導率を持っています。^[6] 2004年に初めて生産されました。 ^[7]

アンドレ・ガイムとコンスタンチン・ノボセロフは、「二次元物質グラフェンに関する画期的な実験」により、2010年のノーベル物理学賞を受賞した。彼らは最初に、粘着テープを使ってグラファイト塊からグラフェン片を剥離し、それをシリコンウェーハに転写することでグラフェンを作製した。^[8]

グラフィン

グラフィンは、グラフェンに似た構造を持つ別の2次元炭素同素体です。アセチレン結合でつながったベンゼン環の格子として見ることができます。アセチレン基の含有量に応じて、グラフィンは混合混成体、sp ⁿ （ 1 < n < 2）と見なすことができます^{[9] [10]} 。グラフェン（純粋なsp ²）およびダイヤモンド（純粋なsp ³）と比較されます。

フォノン分散曲線と第一原理有限温度を用いた量子力学的分子動力学シミュレーションによる第一原理計算では、グラフィンとその窒化ホウ素類似体が安定していることが示された。^[11]

グラフィンの存在は1960年以前に推測されていた 。^[12] 2010年に、銅基板上でグラフジイン（ジアセチレン基を持つグラフィン）が合成された。 ^{[13] 2022年に、あるチームがアルキンメタセシスを使用してグラフィンを合成することに成功したと主張したが、この主張には異論がある。 [14] [15] 2022年後半には、}薗頭カップリング条件下 で1,3,5-トリブロモ-2,4,6-トリエチニルベンゼンの重合により、多層γ-グラフィンの合成に成功した。^{[16] [17]最近では、方向依存}ディラックコーン の可能性により、グラフェンの競合相手になると主張されている。^{[18] [19]}

ボロフェンはホウ素の結晶性原子単層であり、ホウ素シートとしても知られています。1990年代半ばに理論的に初めて予測され、独立した状態になりました^[20]。その後、Zhangらによって基板上の明確な単原子層として実証され、^[21] 2015年に異なるボロフェン構造が実験的に確認されました。^{[22] [23]}

ゲルマネンは、座屈したハニカム構造を持つゲルマニウムの2次元同素体である。 ^[24] 実験的に合成されたゲルマネンはハニカム構造を示す。^{[25] [26]} このハニカム構造は、互いに垂直に0.2Åずれた2つの六角形のサブ格子で構成されている。 ^[27]

シリセンはシリコンの2次元同素体であり、グラフェンに似た六角形のハニカム構造をしています。^{[28] [29] [30]}その成長は、2次元層の下にあるSi / Ag（111）表面合金によって支えられています。^[31]

スタネンは、室温付近でその端に無散逸電流を示すと予測されるトポロジカル絶縁体である。これはグラフェンと同様に、単層に配列されたスズ原子から構成される。 ^{[32]その座屈構造は、NO} _xや CO _xなどの一般的な大気汚染物質に対する高い反応性をもたらし、低温でそれらを捕捉して解離することができる。^[33] 低エネルギー電子回折法によるスタネンの構造決定では、Cu(111)表面上の超平坦なスタネンが示された。^[34]

プルンベンは鉛の2次元同素体であり、グラフェンに似た六角形のハニカム構造を持っています。^[35]

ホスホレンは、リンの2次元結晶同素体である。単原子六方構造のため、概念的にはグラフェンに似ている。しかし、ホスホレンは電子特性が大きく異なり、特に、高い電子移動度を示しながら、非ゼロのバンドギャップを有する。^[36]この特性により、ホスホレンはグラフェンよりも優れた半導体となる可能性がある。^[37] ホスホレンの合成は、主にマイクロメカニカル切断法または液相剥離法で行われる。前者は収率が低いが、後者は溶媒中で自立したナノシートを生成し、固体支持体上には生成しない。化学蒸着法（CVD）のようなボトムアップアプローチは、その高い反応性のため、まだ空白である。したがって、現在のシナリオでは、ホスホレンの薄膜の大面積製造に最も効果的な方法は、ラングミュア・ブロジェット法のようなウェットアセンブリ技術で、アセンブリの後に固体支持体上にナノシートを堆積させるものである。^[38]

アンチモネンはアンチモンの2次元同素体で、原子はハニカム格子状に配列しています。理論計算^[39]では、アンチモネンは常温で安定した半導体であり、（光）エレクトロニクスに適した性能を持つことが予測されました。アンチモネンは2016年にマイクロメカニカル剥離法^[40]によって初めて単離され、常温で非常に安定していることがわかりました。その特性により、バイオメディカルやエネルギー用途にも適しています。^[41]

2018年に行われた研究^[42]では、アンチモネン修飾スクリーン印刷電極（SPE）を2電極アプローチを用いた定電流充放電試験にかけ、その超容量特性を評価した。観察された最良の構成は、SPEに36ナノグラムのアンチモネンを含み、 14 A g ⁻¹の電流で1578 F g ⁻¹の比容量を示した。これらの定電流サイクルを10,000回以上繰り返すと、最初の800サイクル後に容量保持値が65％まで低下しますが、残りの9,200サイクルでは65％から63％の間で維持されます。36 ngのアンチモネン/ SPEシステムは、エネルギー密度20 mW h kg ⁻¹と電力密度4.8 kW kg ⁻¹も示しました。これらの超容量特性は、アンチモネンがスーパーキャパシタシステム用の有望な電極材料であることを示しています。アンチモネン修飾SPEに関する最近の研究^[43]では、アンチモネン層が電気化学的に不動態化された層を形成し、通常は溶存酸素の存在により分析手順が妨げられる酸素化環境での電気分析測定を容易にする固有の能力があることが示されています。同じ研究では、ニトロ芳香族化合物の測定のための電気触媒プラットフォームとして、アンチモネン酸化物/PEDOT:PSSナノ複合体のin-situ生成も示されています。

ビスマスの2次元（2D）同素体であるビスムテンは、トポロジカル絶縁体であると予測されていました。2015年に、シリコンカーバイド上で成長させた場合、ビスムテンはそのトポロジカル相を保持すると予測されました。 ^[44]この予測は2016年に実現され、合成されました。^[45]一見すると、Bi原子がハニカム格子に配置されているため、このシステムはグラフェンに似ています。しかし、 Bi原子の大きなスピン軌道相互作用（結合）と基板との相互作用により、バンドギャップは800mVと大きくなります。そのため、量子スピンホール効果の室温での応用が可能になります。これは、自然状態で最大の非自明なバンドギャップ2Dトポロジカル絶縁体であると報告されています。^{[46] [47]}ビスムテンのトップダウン剥離は様々な例で報告されており^{[48] [49]、}最近の研究では電気化学センシングの分野でビスムテンの実装が促進されています。^{[50] [51]} Emdadul ら^{[52] は}、原子スケールの分析により単層 β-ビスムテンの機械的強度とフォノン熱伝導率を予測しました。得られた室温 (300K) での破壊強度は、アームチェア方向で約 4.21 N/m、ジグザグ方向で約 4.22 N/m です。300 K でのヤング率は、アームチェア方向とジグザグ方向でそれぞれ約 26.1 N/m と約 25.5 N/m であると報告されています。さらに、300 K でのフォノン熱伝導率約 1.3 W/m∙K と予測されており、他の類似の 2D ハニカムよりもかなり低いため、熱電操作に有望な材料となっています。

2024年4月16日、スウェーデンのリンショーピング大学の科学者らは、幅100nmの単層の金原子であるゴールデンを生成したと報告した。この新研究チームの材料科学者であるラース・フルトマン氏は、「我々の知る限り、ゴールデンは初の自立型2D金属である」と述べている。つまり、ゴールデンはプルンベンやスタネンとは異なり、他の材料に付着していないということだ。ニューヨーク大学アブダビ校（NYUAD）の研究者らは以前、2022年にゴールデンを合成したと報告したが、他の科学者らは、NYUADチームが多層シートではなく単層の金シートを作ったことを証明できなかったと主張している。ゴールデンは主にその光学特性のために、センシングや触媒などの用途で使用されることが期待されている。^[53]

2次元フィルム形状のプラチナの単原子層および二原子層が実証されています。^{[55] [56]}これらの原子的に薄いプラチナ膜はグラフェン上にエピタキシャル成長し、 ^[55]圧縮ひずみが加わってプラチナの表面化学が変化すると同時に、グラフェンを介した電荷移動が可能になります。^[56]厚さが2.6Åまでのパラジウムの単原子層^[54]と厚さが4Å未満のロジウムの単原子層^[57]が合成され、原子間力顕微鏡と透過型電子顕微鏡で特性評価されています。

付加製造（レーザー粉末床溶融結合）によって形成された2Dチタンは、既知のどの材料よりも高い強度（マグネシウム合金WE54よりも50％高い）を達成した。この材料は、内部に細い帯が走る管状の格子状に配置され、2つの補完的な格子構造を融合している。これにより、構造の最も弱い部分での応力が半分に減少した。^[58]

2次元合金（または表面合金）は、下地の基板と不整合な合金の単一原子層である。一例として、PbとSnおよびBiの2次元規則合金が挙げられる。^{[59] [60]表面合金は、}シリセンの場合のように、2次元層の足場となることがわかっている。^[31]

2D材料の超結晶が提案され、理論的にシミュレーションされています。^{[61] [62]これらの単層結晶は、}格子のノードの原子が対称複合体に置き換えられた超原子周期構造で構成されています。たとえば、グラフェンの六角形構造では、単位格子の繰り返しノードとして、単一の原子ではなく、4つまたは6つの炭素原子のパターンが六角形に配置されます。

• 窒化ホウ素ナノシート
• チタン酸ナノシート
• ボロカルボナイトライド
• MXenes
• 2Dシリカ
• 臭化ニオブと塩化ニオブ（Nb
  ₃[X]
  ₈）^{[63] [64] [65]}

最も一般的に研究されている二次元遷移金属二カルコゲニド（TMD）は、単層二硫化モリブデン（MoS ₂）である。いくつかの相が知られており、特に1T相と2H相が知られている。命名規則は構造を反映している。1T相は三方晶系の単位格子あたり1つの「シート」（S-Mo-S層で構成されている。図を参照）を持ち、2H相は六方晶系の単位格子あたり2つのシートを持つ。1T相は準安定であり、追加の電子供与体（通常は表面のS空孔）による安定化なしで自発的に2Hに戻るため、2H相の方が一般的である。 [ ^66]

_{MoS 2}の 2H 相(ピアソン記号hP6、構造電子表示C7) は空間群 P6 ₃ /mmc を持ちます。各層には Mo が含まれ、三方柱状配位で S に囲まれています。^[67]逆に、1T 相 (ピアソン記号 hP3) は空間群 P-3m1 を持ち、Mo は八面体配位です。1T 単位胞は 1 層のみで構成され、単位胞のcパラメータは 2H 単位胞の半分よりわずかに短い長さです (それぞれ 5.95 Å と 12.30 Å)。^{[68] 2 つの相の異なる結晶構造により、}電子バンド構造も異なります。2H-MoS ₂の d 軌道は、 d _{z ²}、 d _{x ² -y ² ,xy}、および d _xz,yzの 3 つのバンドに分割されます。このうちd _{z ²}のみが満たされており、分裂と相まってバンドギャップ1.9eVの半導体材料となる。 ^[69]一方、1T-MoS _{2は部分的に満たされたd軌道を持ち、}金属的な性質を持っている。

構造は面内共有結合と層間ファンデルワールス相互作用で構成されているため、単層 TMD の電子特性は高度に異方性があります。たとえば、平面層に平行な方向のMoS _{2の導電率 (0.1～1 ohm} ⁻¹ cm ⁻¹ ) は、層に垂直な方向の導電率の約 2200 倍です。^[70]また、単層とバルク材料の特性には違いがあります。室温でのホール移動度は、単層 2H MoS ₂ (0.1～10 cm ² V ⁻¹ s ^{−1 ) の方がバルク MoS} ₂ (100～500 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ )よりも大幅に低くなります。この違いは、主に単層とそれが堆積される基板との間の電荷トラップによって生じます。^[71]

MoS _{2 は}（電気）触媒において重要な用途がある。他の二次元材料と同様に、その特性は形状に大きく依存する。MoS ₂の表面は触媒として不活性であるが、その端は触媒反応の活性部位として機能する。^[72]このため、デバイスのエンジニアリングと製造では、例えば大きなシートではなく小さなナノ粒子を使用するか^[72]、シートを水平ではなく垂直に堆積するなどして、触媒表面積を最大化することを考慮する必要がある。^{[73]触媒効率は相にも大きく依存する。前述の 2H MoS} ₂の電子特性は、触媒用途には適さないが、これらの問題は金属（1T）相への移行によって回避できる。 1T相はより適した特性を持ち、電流密度は10mA/cm2 ^、 RHEに対する過電位は-187mV、ターフェル勾配は43mV/decade（2H相では94mV/decade）である。^{[74] [75]}

^{グラフェンは、sp 2}結合炭素から交互に二重結合が生じる六角形のハニカム格子構造をしていますが、グラフェンは六角形構造を維持しながら、すべての sp ³混成炭素が水素に結合したグラフェンの完全水素化バージョンです（化学式は (CH) _n）。さらに、グラフェンは二重結合の性質により平面ですが、グラファンは凸凹しており、六角形は椅子型やボート型などの異なる面外構造コンフォーマーを採用し、シクロヘキサンのコンフォーマーに直接類似して、リングの歪みを軽減する理想的な 109.5° の角度を可能にしています。^[76]

グラファンは2003年に初めて理論化され、^[77] 2007年に第一原理エネルギー計算を使用して安定であることが示され、^[78] 2009年に初めて実験的に合成されました。 ^[79]グラファンの製造には、溶液中のグラファイトの還元やプラズマ/水素ガスを使用したグラファイトの水素化などのトップダウンアプローチや、化学蒸着のボトムアップアプローチなど、さまざまな実験ルートがあります。^[76]グラファンは絶縁体であり、予測されるバンドギャップは3.5 eVです。^[80]ただし、部分的に水素化されたグラフェンは半導体であり、バンドギャップは水素化の程度によって制御されます。^[76]

ゲルマナンは、各原子に対して1つの水素がZ方向に結合したゲルマニウムからなる単層結晶である。^{[81] [82]ゲルマナンの構造は}グラファンに似ているが、バルクのゲルマニウムはこの構造をとらない。ゲルマナンは、カルシウムゲルマニドから始まる2段階のルートで生成される。この材料から、HClによる脱インターカレーションによってカルシウム（Ca）が除去され、実験式GeHの層状固体が得られる。^[83]ジントル相CaGe _{2のCaサイトはHCl溶液中の水素原子と交換され、GeHとCaCl 2}が生成される。

SLSiN（Single-Layer Si licon Nitrideの略）は、Si ₃ N ₄の最初のポストグラフェンとして導入された新しい2D材料であり、密度汎関数理論に基づくシミュレーションによって2020年に初めて計算的に発見されました。^[84]この新しい材料は本質的に2Dで、バンドギャップが約4 eVの絶縁体であり、熱力学的にも格子力学の面でも安定しています。

多くの場合、単層材料、特に元素同素体は、表面合金を介して支持基板に接続されています。^{[31] [32]}現在までに、この現象はシリセンのさまざまな測定技術の組み合わせによって証明されていますが、^[31]シリセンの場合、合金を単一の技術で証明することは困難であり、そのため長い間予想されていませんでした。したがって、2次元材料の下のこのような足場表面合金は、他の2次元材料の下にも予想され、2次元層の特性に大きな影響を与えます。成長中、合金は2次元層の基礎と足場の両方として機能し、2次元層への道を開きます。^[31]

Ni ₃ (HITP) _{2 は}、高表面積を有する有機結晶構造調整可能導電体である。HITP は有機化学物質 (2,3,6,7,10,11-ヘキサアミノトリフェニレン) である。グラフェンの六角形の ハニカム構造を共有する。複数の層が自然に完全に整列したスタックを形成し、六角形の中心に同一の 2 nm の開口部がある。室温の電気伝導率は約 40  S  cm ^{−1で、バルクグラファイトの伝導率に匹敵し、導電性}金属有機構造体(MOF)の中で最も高い部類に入る。その伝導率の温度依存性は 100 K から 500 K の温度で直線的であり、有機半導体ではこれまで観察されなかった珍しい電荷輸送メカニズムを示唆している。^[85]

この材料は、金属や有機化合物をスイッチングして形成されたグループの最初のものであると主張されています。この材料は、それぞれ2 S cm -1と40 S cm ^-1の導電率を持つ粉末またはフィルムとして単離できます。^[86]

研究者らは、メラミン（炭素と窒素の環構造）をモノマーとして使用し、水素結合で結合した2次元ポリマーシートである2DPA-1を作成した。このシートは溶液中で自然に形成され、薄膜をスピンコートすることができる。このポリマーは鋼鉄の2倍の降伏強度を持ち、防弾ガラスの6倍の変形力に耐える。ガスや液体を透過しない。^{[87] [88]}

2D 材料の単層を組み合わせて、層状アセンブリを作成することができます。たとえば、二層グラフェンは 2 層のグラフェンからなる材料です。二層グラフェンに関する最初の報告の 1 つは、2004 年にGeimと同僚が発表した影響力の大きいScience論文で、この論文では「1 層、2 層、または 3 層の原子層のみを含む」デバイスについて説明されています。異なる 2D 材料の層状の組み合わせは、一般にファンデルワールス ヘテロ構造と呼ばれます。ツイストロニクスは、 2 次元材料の層間の角度 (ねじれ) によって、その電気的特性がどのように変化するかを研究する分野です。

透過型電子顕微鏡[ ^{89] [90] [91]} 3D電子回折^[92] 走査型プローブ顕微鏡[ ^{93 ]} 走査型トンネル顕微鏡[ ^89]原子間力顕微鏡[ ^{89] [91] [93]}などの顕微鏡技術は、2D材料の厚さとサイズを特徴付けるために使用されます。電気的特性や組成や欠陥などの構造特性は、ラマン分光法^{[89] [91] [93]} X線回折[ ^{89] [91]}およびX線光電子分光法^[94]によって特徴付けられます。

2D材料の機械的特性評価は、多くの2D材料に存在する周囲の反応性と基板の制約のために困難である。このため、多くの機械的特性は分子動力学シミュレーションまたは分子力学シミュレーションを使用して計算される。実験セットアップの条件に耐えることができ、適切な基板上に堆積したり、自立した形で存在したりできる2D材料では、実験的な機械的特性評価が可能である。多くの2D材料は、測定をさらに複雑にする面外変形も有する。^[95]

ナノインデンテーション試験は、2D 材料の弾性率、硬度、破壊強度を実験的に測定するためによく使用されます。これらの直接測定値から、破壊靭性、加工硬化指数、残留応力、降伏強度を推定できるモデルが存在します。これらの実験は、専用のナノインデンテーション装置または原子間力顕微鏡(AFM) を使用して実行されます。ナノインデンテーション実験は通常、2D 材料を両端でクランプされた線状のストリップとしてくさびでインデントするか、2D 材料を円周に沿ってクランプされた円形の膜として中央の湾曲した先端でインデントして実行されます。ストリップ形状は準備が難しいですが、結果として生じる応力場が線形であるため、分析が容易になります。円形のドラムのような形状の方が一般的に使用されており、サンプルをパターン化された基板上に剥離することで簡単に準備できます。クランプ プロセスでフィルムに加えられる応力は、残留応力と呼ばれます。 2D材料の非常に薄い層の場合、曲げ応力は一般にインデンテーション測定では無視されますが、多層サンプルでは曲げ応力が重要になります。弾性率と残留応力の値は、実験的な力-変位曲線の線形部分と立方部分を決定することによって抽出できます。2Dシートの破壊応力は、サンプルの破損時に加えられた応力から抽出されます。AFMチップのサイズは弾性特性の測定にほとんど影響を与えないことがわかりましたが、破断力はチップの頂点での応力集中により、チップのサイズに大きく依存することがわかりました。^[96]これらの技術を使用して、グラフェンの弾性率と降伏強度はそれぞれ342 N/mと55 N/mであることがわかりました。^[96]

2D材料におけるポアソン比の測定は、一般的には簡単です。値を得るには、2Dシートを応力下に置いて変位応答を測定するか、MD計算を実行します。2D材料に見られるユニークな構造は、ホスホレン^[97]とグラフェン^[98]のオーセチック挙動と、三角格子ボロフェンのポアソン比がゼロになることがわかっています。^[99]  

グラフェンのせん断弾性係数の測定値は、二重パドル発振器実験における共振周波数シフトの測定とMDシミュレーションによって抽出されている。^{[100] [101]}

2D材料のモードIの破壊靭性（K _IC）は、事前に亀裂が入った層を伸張させ、リアルタイムで亀裂の伝播をモニタリングすることによって直接測定されています。^[102] MDシミュレーションや分子力学シミュレーションも、モードIの破壊靭性の計算に使用されています。ホスホレンなどの異方性材料では、亀裂の伝播は特定の方向に沿って優先的に起こることがわかりました。^[103]ほとんどの2D材料は脆性破壊を起こすことがわかりました。

研究者の間では、2D 材料の優れた特性により、従来の半導体に代わって新世代の電子機器が実現されるという大きな期待が寄せられています。

2Dナノマテリアルの研究はまだ初期段階にあり、研究の大部分はユニークな材料特性の解明に焦点を当てており、 2Dナノマテリアルの生物医学的応用に焦点を当てた報告はほとんどありません。^[104]しかし、2Dナノマテリアルの最近の急速な進歩は、生物学的部分との相互作用について重要かつ刺激的な問題を提起しています。炭素ベースの2D材料、ケイ酸塩粘土、遷移金属ジカルコゲニド（TMD）、遷移金属酸化物（TMO）などの2Dナノ粒子は、均一な形状、高い表面積対体積比、および表面電荷により、物理的、化学的、および生物学的機能が向上しています。

2次元（2D）ナノマテリアルは、高度な異方性と化学的機能性を備えた極薄ナノマテリアルです。^{[105] 2Dナノマテリアルは、}機械的、化学的、光学的特性だけでなく、サイズ、形状、生体適合性、分解性の点でも非常に多様です。 ^{[106] [107]これらの多様な特性により、2Dナノマテリアルは、}薬物送達、イメージング、組織工学、バイオセンサー、ガスセンサーなど、幅広い用途に適しています。 ^{[108] [109]}ただし、低次元のナノ構造により、いくつかの共通の特性があります。たとえば、2Dナノマテリアルは既知の材料の中で最も薄い材料であり、これは、すべての既知の材料の中で最も高い比表面積を持っていることを意味します。この特性により、これらの材料は、小規模で高レベルの表面相互作用を必要とする用途に非常に貴重です。その結果、2Dナノマテリアルは、多数の薬物分子を吸着し、放出速度を優れた制御で制御できる薬物送達システムでの使用が検討されています。 ^[110]さらに、その並外れた表面積対体積比と通常高い弾性率により、低濃度でもバイオメディカルナノ複合材料やナノ複合ハイドロゲルの機械的特性を改善するのに役立ちます。その極薄さは、バイオセンシングや遺伝子配列決定のブレークスルーに役立っています。さらに、これらの分子の薄さにより、光などの外部信号に迅速に反応することができ、イメージングアプリケーション、光熱療法（PTT）、光線力学療法（PDT）など、あらゆる種類の光療法での有用性につながっています。

2Dナノマテリアルの分野では急速に発展しているが、これらの材料は、生物医学的用途に適切であるためには、生体適合性について慎重に評価されなければならない。^[111]このクラスの材料が新しいということは、グラフェンのような比較的よく確立された2D材料でさえ、生体組織との生理学的相互作用に関して十分に理解されていないことを意味している。さらに、粒子のサイズと形状の多様性、製造時の不純物、タンパク質と免疫の相互作用などの複雑さにより、これらの材料の生体適合性に関する知識は断片的になっている。

• 単層
• 二次元半導体
• 遷移金属二カルコゲニド単分子膜