我国在三维世界造出二维金属材料_我国在三维世界造出二维金属！厚度为头发丝二十万分之一

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我国在三维世界造出二维金属！厚度为头发丝二十万分之一

在我国神话传说中，“重塑金身”的故事广为流传，例如哪吒以莲藕重塑肉身，其关键在于对材料的巧妙选择。无独有偶，科学家们也在探索一个与之极为相似的课题——为材料“重塑金身”，这一研究正引领着材料创新产业的革命。

近期，中国科学院物理研究所的科研团队成功实现了金属的“重塑金身”，他们制备出了厚度仅为头发丝直径二十万分之一的单原子层金属。这项突破有望开创二维金属研究的新领域，并以“Realization of 2D metals at the ?ngstr?m thickness limit”（埃米厚度极限二维金属的实现）为题发表在国际顶级学术期刊《自然》上。

与层状材料（类似千层饼结构，容易剥离出完美的一层）不同，金属由于每个原子在任意方向上都与周围原子存在强烈的金属键相互作用（类似压缩饼干），因此要将其重塑为原子极限厚度的二维金属极具挑战性。这就好比从压缩饼干中剥出像千层饼那样完整的一层一样困难。

面对如何获得二维金属的难题，中国科学院物理研究所张广宇研究员带领团队发展了一种名为范德华挤压技术的原子级制造方法。通过将金属熔化并利用团队前期制备的高质量单层MoS2范德华压砧进行挤压，他们成功实现了原子极限厚度下各种二维金属的普适制备，包括铋（Bi，6.3 ?）、锡（Sn，5.8 ?）、铅（Pb，7.5 ?）、铟（In，8.4 ?）和镓（Ga，9.2 ?）。这些二维金属的厚度仅相当于一张A4纸的百万分之一，或者一根头发丝直径的二十万分之一。如果将一块边长为3米的金属块压成单原子层厚，其面积足以覆盖整个北京市的地面。

国际审稿人一致给予高度评价，认为该工作“开创了二维金属这一重要研究领域”，并称其“代表二维材料研究领域的一个重大进展”。

以下是关于这项研究的一些常见问题及解答：

**问：这是不是国际上首次实验获得二维金属材料？**

答：这是首次实现大面积二维金属材料的制备。过去的小尺寸薄层金属非常不稳定，而此次研究首次实现了环境稳定的二维材料，在一年内没有任何性能退化。

**问：二维材料有哪些分类？**

答：二维材料可分为二维层状材料和二维非层状材料。以往的研究虽然发现了许多二维材料，但基本局限于二维层状材料。而金属属于非层状材料，此次在原子极限厚度下实现二维金属的制备，超越了当前的二维层状材料体系，填补了二维材料家族的一大空白。

**问：二维金属除了能够继续研究探索、制造各种器件外，还可能有哪些更贴近生活的应用？**

答：二维金属可以应用于超微型低功耗晶体管、高频器件、透明显示（柔性显示）、超灵敏探测以及极致高效的催化等领域。这些应用不仅推动了科学技术的发展，也可能在未来深刻影响人们的日常生活。

综上所述，这项研究成果不仅在科学界具有重要意义，也为未来的技术革新提供了无限可能。

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