当材料学会“弯腰”：我们究竟是在寻找新物质，还是在拆解思维的旧墙？

材料学里有一道延续了上百年的隐性铁律：想要卓越的电学和光学性能，就得接受陶瓷般的脆性，想要可塑可锻，就得退回金属的导电平庸。

这条"刚则易碎、柔则失性"的权衡曲线，几乎被写进了每一本固体物理教材的潜台词里，也支配着半导体产业从晶圆切割到封装测试的全部工艺逻辑。

单晶硅棒一摔就碎，加工损耗居高不下，柔性电子喊了十几年，核心半导体层却始终不敢真正"软"下去。

2025年度中国科学院杰出科技成就奖的获奖项目"塑性无机半导体研究"，恰好是把这道铁律撬开了一条缝。

中国科学院上海硅酸盐所史迅、陈立东团队从2013年一名研究生偶然发现"砸不碎的硫化银"起步。

到2018年在《自然·材料》上报道首个室温塑性半导体α-Ag₂S。

再到2020年在《科学》上证明硒化铟（InSe）单晶可折成纸飞机形状，直至高通量筛选出二硫化钼、硒化锡、硒化铜等二十余种塑性无机半导体。

相当于在"金属"与"无机非金属"之间凿出了一条此前不被承认的过渡带，也造出了一个真正意义上的"中国牌"原创材料品类。

理解这件事的反直觉程度，需要先看清它到底突破了什么。

传统无机半导体之所以脆，是因为共价键方向性强、滑移面易于解理，受力时裂纹先于形变扩展。

Ag₂S的诡异之处在于，它室温下是锯齿形褶皱层状单斜结构，存在能量势垒较低的(100)滑移面。

而滑移面之间是Ag–S的"多中心、弥散"化学键，量子化学计算显示，旧键减弱、断裂的同时，新的Ag–S键就在滑移方向上同步生成，滑移面始终维持在成键状态，材料受到阻力小，又不会因键网中断而产生裂纹。

到了InSe这类二维范德华半导体，机制又叠了一层：长程铟–硒库仑作用加上层内软键的调节，让层间滑移和跨层位错滑移同时发生，压缩应变可逼近80%，弯曲、拉伸也能稳在20%和15%以上。

这套"塑性因子"加"变温塑性模型"的理论工具，是团队继实验之后更隐蔽的贡献。

它让"找下一个塑性半导体"从碰运气变成了可计算筛选的命题，于是才有从三千多种硫族化合物里筛出二十多种的"从1到10"。

产业层面的想象力其实比"能弯折"这个视觉噱头要大得多。

传统晶圆脆，切磨抛环节材料损耗惊人，良率和成本两头受压。

如果半导体层本身可以像金属一样弯折、锻造、轧制，柔性屏的背板、可穿戴设备的传感、植入式医疗电子的封装逻辑全都会重写。

不是"把硬的做薄贴上去"，而是"半导体自己就是软的"。

史迅团队已经做出超薄柔性热电器件和柔性温度传感阵列，温度每变化1℃电阻响应4.7%，这一步迈过去，分布式体温监测、自供能电子皮肤这类一直卡在"半导体层太脆"上的场景才有真正落地的材料底座。

2025年获奖不是一个终点，更像一个信号：这条路上还有Cu₂Se、Ag₂Se等在400–500K仍保塑性的高温成员没被充分开发，掺杂把Ag₂S拉伸应变推到100%的同时热电优值也能拉起来，"塑性+功能"双优的窗口才刚打开。

不过本文更想指出的是，塑性无机半导体真正的分量，可能不在它"能弯多少度"，而在它反过来敲了材料学界一个长期的习惯性假设，我们太容易把"性能互斥"当成"物理铁律"。

刚与塑、导电与透光、强度与轻质，这类二元权衡在教科书里出现得太频繁，以至于研究者看到一组互斥指标时，第一反应是"选边"，而不是"去看键价结构里有没有没被利用的维度"。

Ag₂S和InSe之所以能被中国人先做出来，不是因为设备比别人好多少，而是2013年那个研究生报告"砸不碎"时，史迅没有按惯例换材料。

而是反问了一句"为什么这个陶瓷反常"，这一个反问，价值不亚于后面十二年发的两篇正刊。

东方语境里讲"柔可克刚"讲了上千年，但现代固体物理是用共价键方向性、解理能、滑移能垒这套话语搭起来的，当"多中心弥散键"被定量写出、"塑性因子"被列成公式，所谓柔克刚就不再是一句辩证口号，而变成了一个可以检索晶体数据库的预测变量。

中国材料学近三年几支叫得响的"从0到1"，共性都不是在参数表里挤百分比，而是在"哪两个性能被认为不能共存"的地方下铲。

主要信源：

中国科学报——“破界”之材！“中国牌”无机半导体来了

中国科学院——【新华社】生命发育“黑匣子”、半导体新材料……这些重要科技创新有哪些秘密

中国科学院合肥物质科学研究院——科学岛团队基于仿生策略突破零膨胀复合材料性能极限