磷是構(gòu)成生命體的基本元素，是地球上不可再生的戰(zhàn)略資源。磷科學(xué)發(fā)展至今，早已超出了生命科學(xué)的范疇，成為一門涵蓋化學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和海洋學(xué)等學(xué)科的綜合性科學(xué)研究門類，在發(fā)展國民經(jīng)濟、促進物質(zhì)文明、提升國防安全等諸多方面都具有不可替代的作用。
實現(xiàn)磷資源的高附加值應(yīng)用，推動磷科學(xué)可持續(xù)發(fā)展，將有力地支撐我國先進制造2030和碳中和事業(yè)。
從1669年發(fā)現(xiàn)白磷至今，多種不同結(jié)構(gòu)的磷單質(zhì)逐漸被發(fā)現(xiàn)。其中白磷、紅磷和黑磷是主要的同素異形體，在軍事、化工、微電子、能源、生物醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域均有所應(yīng)用。
◎ 黑磷是磷的三種主要同素異形體之一，是目前唯一具有直接帶隙的二維單質(zhì)半導(dǎo)體。黑磷還擁有很高的電子遷移率、高的比表面積和眾多活性位點。這些特性使得黑磷不僅有望替代硅，成為新一代半導(dǎo)體工業(yè)的核心材料，用于制造各種新型電子器件和光電器件，并在光催化、電催化等領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。此外，黑磷還具有極高的生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用中具有其它無機納米材料不具備的天然優(yōu)勢。黑磷高效、快捷的制備技術(shù)以及作為新興材料在催化新能源及生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用是目前黑磷研究的熱點及難點。黑磷的發(fā)現(xiàn)不僅拓展了單質(zhì)磷材料的應(yīng)用邊界，豐富了無機磷功能材料的研究意義，也進一步提升了磷資源的應(yīng)用價值。 ◎ 白磷燃點較低，曾被用于燃燒彈、煙罐和煙幕彈等武器的核心原料。目前，白磷轉(zhuǎn)化研究的重點從配合物合成向有機膦合成轉(zhuǎn)化；配合物合成的選擇性與可控性在逐步提升；由白磷出發(fā)合成的有機膦化合物的種類、選擇性、產(chǎn)率也在不斷提升。 ◎ 紅磷結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般認為是由多種重復(fù)單元組成的鏈狀結(jié)構(gòu)。紅磷常作為阻燃劑添加于無機物或高分子材料當中。
