The development of two-dimensional (2D) materials has opened up possibilities for their application in electronics, optoelectronics and photovoltaics, because they can provide devices with smaller size, higher speed and additional functionalities compared with conventional silicon-based devices1. The ability to grow large, high-quality single crystals for 2D components-that is, conductors, semiconductors and insulators-is essential for the industrial application of 2D devices2-4. Atom-layered hexagonal boron nitride (hBN), with its excellent stability, flat surface and large bandgap, has been reported to be the best 2D insulator5-12. However, the size of 2D hBN single crystals is typically limited to less than one millimetre13-18, mainly because of difficulties in the growth of such crystals; these include excessive nucleation, which precludes growth from a single nucleus to large single crystals, and the threefold symmetry of the hBN lattice, which leads to antiparallel domains and twin boundaries on most substrates19. Here we report the epitaxial growth of a 100-square-centimetre single-crystal hBN monolayer on a low-symmetry Cu (110) vicinal surface, obtained by annealing an industrial copper foil. Structural characterizations and theoretical calculations indicate that epitaxial growth was achieved by the coupling of Cu <211> step edges with hBN zigzag edges, which breaks the equivalence of antiparallel hBN domains, enabling unidirectional domain alignment better than 99 per cent. The growth kinetics, unidirectional alignment and seamless stitching of the hBN domains are unambiguously demonstrated using centimetre- to atomic-scale characterization techniques. Our findings are expected to facilitate the wide application of 2D devices and lead to the epitaxial growth of broad non-centrosymmetric 2D materials, such as various transition-metal dichalcogenides20-23, to produce large single crystals.

Deep eutectic solvents (DESs) are recognized as sustainable mediums, and DES-related materials have been used for the detection of perfluoroalkyl substances (PFASs). However, such studies were usually limited to only one category of PFASs among the massive target PFASs compounds. Additionally, the selectivity of the related detection method still needs improvement. In this study, a convenient and effective method for the direct selective microextraction of multiple PFASs was developed based on a target-specific DES-based superparamagnetic nanofluid. Parameters such as DES compositions, amount of DES-based nanofluid, and microextraction time were systematically investigated to establish a straightforward, rapid, sensitive, and efficient green pretreatment method. Under optimal conditions, the method demonstrated high sensitivity, good precision, a detection limit of 0.04–8.71 ng kg−1, a spike recovery of 80.49–119.95%, and low matrix effects (<20%). The potential mechanism was elucidated by ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations. The solvent system exhibited diverse interaction modes with analytes of varying types, including hydrogen bond acceptors (HBA)···PFASs, HBA···FAAs···hydrogen bond donors (HBD), and hetero-halogen interactions. Finally, this method was applied to the monitoring of 13 PFASs compounds in 17 edible oil samples, and targets were detected in the range of 0.05–10.04 ng kg−1.

In this study, a convenient and effective method for determination of perfluoroalkyl substances (PFASs) in infant formula was developed based on a novel dispersive solid-phase extraction using deep eutectic solvent-functionalized amorphous UiO-66 (DES/aUiO-66) as sorbent. The synthesis of materials could be achieved without the use of complex and environmentally unfriendly procedures. Parameters were systematically investigated to establish a simple, fast, and efficient green pretreatment method. The method demonstrated high sensitivity, good precision, a detection limit of 0.330–0.529 ng·kg−1, and low matrix effects (< 12.8%). The mechanism for this material was elucidated by ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations and quantum chemistry calculations. The presence of massive pore structures and collectively synergistic binding sites facilitated affinity adsorption toward PFASs. Finally, this method was applied to the monitoring of PFASs in 10 actual milk powder samples. This groundbreaking approach opens new possibilities for the advancement of analytical techniques and food safety monitoring.