如图所示：是单一的高铁血红素片透射电子显微镜图像(比例尺为0.5μm)。该图片由Shyam Sinha和德国斯图加特马克斯普朗克固体研究所提供

自从一种扁平式的镓被发现以后，由莱斯大学科学家领导的国际团队创建了一种新型的的二维(2D)材料，研究该材料的人员说这种材料可能是太阳能燃料发电的变革者。正如Nature Nanotechnology的一篇论文所报道的，莱斯材料科学家Pulickel Ajayan及其同事从普通铁矿石中提取了三原子厚的高铁血红素。

研究人员说，高铁血红素已被证明是是一种高效的光催化剂，特别是在光照的条件下能将水分解成氢气和氧气，同时也可以用作自旋电子器件的超薄磁性材料。

Ajayan说：“随着2D磁性材料合成技术的最新进展，这种材料已经成为一个非常令人兴奋的领域，但由于合成技术复杂且材料的稳定性有限一直限制其发展。在这里，我们有一个简单的可使其得到推广的方法，而且合成的2D磁性材料中高铁血红素的结构应该不受环境的影响。”

Ajayan的实验室与国际研究团队合作，利用超声波，离心和真空辅助过滤等技术，从一种天然的氧化铁矿物质(称为赤铁矿)中提取所需材料。研究人员称，赤铁矿已经被证明具有光催化性质，但还不够稳定。

“作为一种高效的光催化材料，赤铁矿不仅可以吸收阳光中可见光的部分，而且能产生电荷并将可见光运输到材料表面进行所需的反应。”Nature Nanotechnology的一篇论文共同作者兼休斯敦大学物理兼副教授Oomman Varghese说， “虽然赤铁矿吸收太阳光的范围是从紫外线到黄橙色区域，但由于其产生的电荷寿命很短，在到达材料表面之前电荷就已经消失。”

据研究人员介绍，由于高铁血红素的光子在几个原子内能够产生负电荷和正电荷，因此它的光催化效率更高。通过将新材料与二氧化钛纳米管阵列配对，科学家发现高铁血红素可以吸收更多可见光，这是因为纳米管阵列为电子跃迁提供了一个简便的途径。

研究人员还发现，高铁血红素的磁性与赤铁矿也有所不同。测试表明：天然的赤铁矿是反磁性的，但高铁血红素就像普通的磁铁一样，是一个铁磁体。在铁磁体中，原子的磁矩指向相同的方向。在反铁磁体中，相邻原子中的力矩是交替的。

与碳及其二维形式不同，石墨烯赤铁矿是非范德瓦尔斯材料，这意味着它是通过3D键合网络结构而保持在一起，而不是以非化学键和相对较弱的原子范德华力相互作用而在一起的。

印度科钦科技大学的Anantharaman Malie Madom Ramaswamy Iyer表示：“迄今为止大多数二维材料大多来源于大自然的层状结构，通常称为范德华固体。具有(非范德瓦尔斯)3D键合网络的的2D材料很少见，因此在这种情况下高铁血红素的发现具有重要意义。”

根据莱斯大学的前博士后研究员，现任印度技术研究所甘地纳加的教授助理的合作作者Chandra Sekhar Tiwary所说，研究员们现在正在探索其他非范德华材料的2D潜力。