全球共识被打破!中国科学家将金属变成“纸”,改写未来科技规则 在材料科学领域,

山寒客半青论世界 2026-01-01 15:07:56

全球共识被打破!中国科学家将金属变成“纸”,改写未来科技规则 在材料科学领域,过去二十年里流传着一个近乎“铁律”的共识:金属永远成不了“薄纸”。 全球科学家都默认,金属原子就像被狠狠压实的饼干,每个原子都和周围伙伴紧密相拥,形成稳固又对称的结构,想把它们剥离成只有单层原子的二维材料,简直是天方夜谭。直到中国科学家的出现,这个被全世界学界奉为圭臬的结论,被彻底打破了。 当全球学者还在“金属无法二维化”的认知里徘徊时,中国科学院物理所张广宇团队选择向这条物理学边界发起挑战。 他们没有走传统“磨薄”金属的老路——就像把厚饼干一点点磨成粉,不仅费力还留不下完整结构,反而另辟蹊径,发明了一套原子级的“生长模具”,换了个思路让金属自己“长”成薄片。 这套听起来很玄乎的技术,说通俗点就是给金属原子造了个“定制小房子”。 团队用自主研发的原子级平整材料二硫化钼做“压砧”,造出纳米级的超细夹缝,再把熔化的金属原子注入这个狭小空间。 就像给调皮的孩子划定了活动范围,在这个逼仄的“房子”里,金属原子别无选择,只能乖乖按照设定的规则,整齐排列成完美的单层结构。 靠着这套独创的“范德华挤压技术”,团队成功做出了铋、锡、铅、铟、镓五种二维金属,最薄的锡金属厚度只有5.8埃米,相当于头发丝直径的二十万分之一,比A4纸还要薄一百万倍。 这份看似“颠覆常识”的成果,可不是实验室里的小打小闹。不久前,英国物理学会主办的《物理世界》公布2025年度十大科学突破,张广宇团队的这项成果成功入选,而且是当年唯一入选的中国成果,和小行星生命起源线索等国际重大发现并肩而立。 要知道,这个榜单的入选标准极其严苛,必须满足“科学意义重大、推动知识边界”等四大核心条件,能跻身其中,足以证明这项技术的国际认可度。 更让人惊喜的是,这些金属“薄纸”不仅薄,性能还远超传统金属。 实验数据显示,单层铋的室温电导率达到9.0×10⁶S/m,比普通块状铋高出一个数量级还多;而且它还拥有独特的电场效应,电阻能通过电压调控35%,而普通块状金属的调控幅度连1%都不到。 这些二维金属稳定性极强,在空气中放置超过一年,性能都没有丝毫退化,这为后续实际应用打下了坚实基础。 可能有人会问,把金属做这么薄,到底有什么用? 这背后的意义,远比我们想象的深远。要知道,自2004年石墨烯被发现开启二维材料时代以来,全球科学家已经做出了数百种二维材料,但全都是层状结构的,占元素周期表80%的金属一直是空白。 现在这个空白被中国科学家填补,不仅让二维材料家族凑齐了关键拼图,更开辟了一个全新的研究领域。 未来,这些金属“薄纸”有望催生出高温量子霍尔效应、二维超导等新奇现象,成为制造低功耗晶体管、高频器件、超灵敏探测器的核心材料。 想象一下,用这种材料做手机芯片,不仅体积能变得更小,功耗还能大幅降低,续航时间翻倍;用在医疗检测设备上,能精准捕捉到微量病变信号,让疾病早发现成为可能。 目前我们只做出了5种二维金属,而元素周期表里有88种金属,加上各种合金,未来还有上万种二维金属材料等待探索。 从被全球学界认为“不可能”,到用独创技术实现突破,再到成果入选国际顶级科学榜单,张广宇团队的探索之路,不仅让中国在二维金属领域占据了国际领先地位,更给世界展示了中国科研的创新力量。 这些比纸还薄的金属,承载的不仅是材料科学的突破,更是未来科技的无限可能,而这一次,中国科学家已经为这条新路,贴上了鲜明的“中国标签”。

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