在中國神話傳說和佛教故事中，哪吒「以蓮藕重塑肉身」、為佛像「重塑金身」等說法廣為流傳，其關(guān)鍵在於材料選擇。在現(xiàn)實世界，科學(xué)家們也執(zhí)著於給材料「重塑金身」的探索研究，以期引領(lǐng)材料創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)革命。
中國科學(xué)院物理研究所科研團(tuán)隊最近在這一領(lǐng)域取得重要突破，他們成功為金屬「重塑金身」，實現(xiàn)厚度僅為一張普通A4紙百萬分之一的單原子層金屬，這項被譽(yù)為給金屬打上「中國標(biāo)籤」、有望開創(chuàng)二維金屬研究新領(lǐng)域的重要成果論文，以「埃米厚度極限二維金屬的實現(xiàn)」（1埃米=100億分之一米）為題，北京時間13日凌晨在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》上線發(fā)表。
論文共同通訊作者、中國科學(xué)院物理研究所研究員張廣宇介紹說，二維材料近一個世紀(jì)以來被普遍認(rèn)為不存在，但自2004年單層石墨烯發(fā)現(xiàn)以來，二維材料極大顛覆人類對材料的原有認(rèn)知，並引領(lǐng)凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)等領(lǐng)域系列突破性進(jìn)展，開創(chuàng)基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新的二維新紀(jì)元。
在過去20年中，二維材料家族迅速擴(kuò)大，目前實驗可獲得的二維材料達(dá)數(shù)百種，理論預(yù)測近2000種?？蒲袌F(tuán)隊指出，二維材料可分為二維層狀材料和二維非層狀材料，以前的研究雖然發(fā)現(xiàn)很多二維材料，但基本局限在二維層狀材料，而金屬是非層狀材料，這次研究在原子極限厚度下二維金屬的實現(xiàn)超越當(dāng)前二維層狀材料體系。
本次研究是首次實現(xiàn)大面積二維金屬材料的製備，也是首次實現(xiàn)環(huán)境穩(wěn)定的二維金屬，以前小尺寸的薄層金屬非常不穩(wěn)定，這次製備二維金屬測試顯示一年沒有任何性能退化。
在本項研究中，面對如何獲得二維金屬的挑戰(zhàn)，張廣宇帶領(lǐng)團(tuán)隊發(fā)展了原子級製造的范德華擠壓技術(shù)，通過將金屬熔化並利用團(tuán)隊前期製備的高質(zhì)量單層二硫化鉬范德華壓砧擠壓，實現(xiàn)原子極限厚度下各種二維金屬的普適製備。
這些二維金屬的厚度僅僅是一張A4紙的百萬分之一，也即一根頭髮絲直徑的20萬分之一?！溉绻岩粔K邊長3米的金屬塊壓成單原子層厚，將可以鋪滿整個北京市的地面?！箯垙V宇說。
論文共同通訊作者、中國科學(xué)院物理研究所特聘研究員杜羅軍指出，此次原子極限厚度二維金屬的實現(xiàn)，不僅超越當(dāng)前二維范德華層狀材料體系，補(bǔ)充了二維材料家族的一大塊拼圖，還有望衍生出各種宏觀量子現(xiàn)象，促進(jìn)理論、實驗和技術(shù)的進(jìn)步。
張廣宇則認(rèn)為，就像三維金屬引領(lǐng)了人類文明的銅器、青銅和鐵器時代，原子極限厚度的二維金屬有望推動下一階段人類文明的發(fā)展，帶來超微型低功耗晶體管、高頻器件、透明/柔性顯示、超靈敏探測、極致高效催化等眾多領(lǐng)域的技術(shù)革新與應(yīng)用。
此外，范德華擠壓技術(shù)為二維金屬合金、非晶和其他二維非層狀材料也開闢了有效原子級製造方案，為各種新興的量子、電子和光子器件應(yīng)用勾勒出美好願景。（中新社記者 孫自法）
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