这不是科幻设定,而是刚刚被国际权威榜单认证的中国突破。
头发丝的二十分之一有多薄?我们已觉得极薄。但今天,中国科学家实现的厚度,是头发丝直径的二十万分之一。这个数字背后,是一个全新的材料世界——单原子层二维金属,由中国团队首次大面积制备出来,一举入选《物理世界》2025年度十大突破。
这不仅是荣誉,更是一次对材料学认知的颠覆。
一、 “撕下”金属的一页:何为二维金属?
想象一本书,它有长、宽、高。二维材料,就像从这本书上完美撕下的单独一页纸,薄到厚度在视觉上可忽略。科学上,它意味着厚度仅为一层或几层原子。
过去,科学家成功剥离出了像石墨烯这样的二维非金属材料。但将金属也做成单原子层,并保持稳定,被视为近乎不可能的任务。金属原子间强烈的金属键,使其极易团聚、堆叠,拒绝被“驯化”成二维形态。这成了材料科学领域一块长期缺失的拼图。
直到中国团队,完成了这次“不可能”的挤压。
二、 关键一击:“范德华挤压”技术有多牛?
中国科学院物理研究所张广宇研究员团队的革命性,在于他们发明了 “原子级制造的范德华挤压技术”。

他们用的“压砧”极其讲究:是原子级平整、表面无悬挂键的单层二硫化钼。将金属(如铋、锡、铅)熔化,用这层完美的“压砧”去挤压,如同以原子为刻刀进行微雕。最终,金属被“挤”成了单原子层,且上下被二硫化钼封装保护起来。
这套方法的强大在于普适性。它不只针对一种金属,而是提供了一种制备二维金属的通用路径。这标志着,人类首次系统性掌握了二维金属的制备能力,打开了全新的材料宝库。
三、 为何说它“开创领域”?未来将如何改变生活?
这项突破之所以震撼国际,是因为它从0到1开辟了赛道。其应用前景,直指下一代信息技术的核心:
超微型低功耗芯片:二维金属作为极致的导电层,有望制造出尺寸更小、能耗更低的晶体管,为突破摩尔定律瓶颈提供全新材料方案。

柔性透明电子:极致薄的金属,可实现高性能且透明的导电膜,推动折叠屏、透明显示、柔性传感器迈向新阶段。
高效催化与传感:将金属做到原子级厚度,其表面原子活性达到极致,在能源催化、超灵敏化学/生物传感领域潜力巨大。
它补全了二维材料家族最关键的一块,让人类从“挑选现有材料”进入“原子级设计材料”的新时代。
四、 登顶《物理世界》十大突破:含金量十足
《物理世界》年度十大突破的评选,以苛刻和权威著称。其核心标准是:重大科学意义、推动认知边界、理论结合实验、引发全球关注。
张广宇团队的成果,四项标准全部拉满。这是该榜单2009年设立以来,第七次由中国主导的研究上榜,且是2025年唯一入选的中国成果。这不仅是团队的胜利,更向世界表明:在争夺未来科技制高点的最前沿基础研究中,中国已具备定义性突破的能力。
