近日，西北工业大学黄维院士团队王学文教授、新加坡南洋理工大学刘政教授联合，在一维过渡金属二硫化物（TMD）纳米管的可控制备与光电性能研究方面取得突破性进展。研究团队通过发展特定的化学气相沉积（CVD）策略，实现了高结晶度、结构均一的MoS₂纳米管直接生长，并首次揭示了其显著的对称性破缺效应与体光伏效应（BPVE）。该成果以 “Symmetry-broken MoS₂ nanotubes through sequential sulfurization of MoO₂ nanowires” 为题，发表于 Nature Communications（《自然∙通讯》），并入选“材料科学与化学”领域的编辑推荐（Editorsʹ Highlights），被评为该领域近期最具代表性的研究成果之一。

TMD纳米管凭借其管状封闭结构与高温合成所赋予的本征稳定特性，在极端环境传感应用中表现出优异的可靠性。作为一类新兴量子材料，它们因独特的对称破缺特点，在高精度力电耦合传感技术方面展现出巨大潜力。然而，由于对其高温生长机制的理解有限，晶体MoS₂纳米管的直接合成仍面临挑战。针对这个问题，王学文教授团队提出了一种稳健且可控的策略，用于直接生长具有明确管状形貌和高度结构均一性的晶体MoS₂纳米管。该方法包含两个关键创新点：首先，通过气体-液体-固体（VLS）机制在氢气的可控引入下，将MoO₃还原为一维四方相MoO₂（空间群 I4/m）链；其次，通过精确的温区控制，确保硫蒸汽在适当时机注入，实现完全硫化。所制备的 MoS₂ 纳米管展现出显著的对称性破缺特征及优异的体光伏性能，在1.88 × 10⁴ W cm^-2 照射下实现了 510 A cm^-2 的光响应率。本研究不仅推动了对纳米管生长机制的基础理解，也为面向高低温、强辐照等极端环境下的高精度传感提供了新思路。

图1 氢辅助合成 MoS₂ 纳米管及产物形貌的控制

柔性电子研究院博士研究生骆磊、副教授李磊和新加坡国立大学博士后吴尧为论文共同第一作者；西北工业大学王学文教授、新加坡南洋理工大学刘政教授为论文共同通讯作者。王学文教授课题组与刘政教授团队长期保持密切合作，已陆续选派多名博士研究生赴新加坡联合培养。且在二维双层扭角TMDs材料可控制备（Nat. Commun., 2024, 15, 562、Adv. Mater., 2024, 2313638）、二维滑移铁电材料开发（Adv. Mater., 2024, 2400670）、一维TMDS材料可控制备及相关光电性能研究（Nat. Commun., 2025 16, 8394、 J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 18103、 Mater. Today, 2023, 63, 50）等方向合作发表了多篇高水平学术论文。相关研究得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63333-1

（文字：骆磊 图片：骆磊 审核：王学文）