“最薄之物”是什么?我们常用“薄如蝉翼”来形容一种材料轻薄到了极致。然而在微观世界,还有蝉翼的几万分之一那么薄的材料,这就是二维材料。
《物理世界》(英国物理学会主办)日前公布“2025年度十大科学突破”榜单,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心张广宇团队主导的“首例二维金属制备”成果成功入选。这是该榜单自2009年设立以来,我国主导研究第7次获此殊荣,也是本年度唯一入选的中国成果,与小行星生命起源线索、分子超流现象等国际重大突破共同跻身前列。
自2004年石墨烯被发现并开启二维新纪元以来,全球科学家已制备出数百种二维材料,理论预测更是接近2000种,但这些材料均局限于层状体系——类似“千层饼”的结构,可通过机械剥离等方式获得单层。而占元素周期表约80%的金属元素,则因具有非层状结构、强金属键及高对称性,如同“压缩饼干”般难以被拆分,这使得获得原子级薄的二维金属长期被学界认为是“不可能完成的任务”,并成为二维材料领域长期存在的重大空白。
为攻克这一难题,张广宇团队历时多年攻关,独创相关技术,利用团队自主研发的原子级平整单层二硫化钼压砧进行挤压,实现了埃米级(1埃米等于0.1纳米)极限厚度下二维金属的普适制备,成功获得铋(6.3埃米)、锡(5.8埃米)、铅(7.5埃米)、铟(8.4埃米)和镓(9.2埃米)5种二维金属——这些材料的厚度仅为头发丝直径的二十万分之一、A4纸厚度的百万分之一。
通过该项技术突破所制备的二维金属具有良好的环境稳定性,在超1年的实验测试中无性能退化,为探索材料本征特性奠定了基础。“这一突破不仅填补了二维材料家族的关键空白,更开辟了全新研究领域。”论文共同通讯作者、中国科学院物理研究所特聘研究员杜罗军指出,二维金属有望衍生出高温量子霍尔效应、二维超导等宏观量子现象,为低功耗晶体管、高频器件、超灵敏探测等技术革新提供核心材料。在他看来,目前实现的5种二维金属仅是“冰山一角”,加上二元及多元合金,未来尚有上万种二维金属材料待探索,为该领域留下广阔空间。
《物理世界》“年度十大科学突破”的入选成果需满足“科学意义重大、推动知识边界、理论与实验紧密结合、引发全球物理学家广泛关注”四大核心标准。该成果凭借对材料科学的颠覆性贡献、独创技术的普遍价值及广阔应用前景成功跻身榜单,标志着我国在二维材料原子制造领域跻身国际领先地位。
“最薄之物”是什么?我们常用“薄如蝉翼”来形容一种材料轻薄到了极致。然而在微观世界,还有蝉翼的几万分之一那么薄的材料,这就是二维材料。
《物理世界》(英国物理学会主办)日前公布“2025年度十大科学突破”榜单,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心张广宇团队主导的“首例二维金属制备”成果成功入选。这是该榜单自2009年设立以来,我国主导研究第7次获此殊荣,也是本年度唯一入选的中国成果,与小行星生命起源线索、分子超流现象等国际重大突破共同跻身前列。
自2004年石墨烯被发现并开启二维新纪元以来,全球科学家已制备出数百种二维材料,理论预测更是接近2000种,但这些材料均局限于层状体系——类似“千层饼”的结构,可通过机械剥离等方式获得单层。而占元素周期表约80%的金属元素,则因具有非层状结构、强金属键及高对称性,如同“压缩饼干”般难以被拆分,这使得获得原子级薄的二维金属长期被学界认为是“不可能完成的任务”,并成为二维材料领域长期存在的重大空白。
为攻克这一难题,张广宇团队历时多年攻关,独创相关技术,利用团队自主研发的原子级平整单层二硫化钼压砧进行挤压,实现了埃米级(1埃米等于0.1纳米)极限厚度下二维金属的普适制备,成功获得铋(6.3埃米)、锡(5.8埃米)、铅(7.5埃米)、铟(8.4埃米)和镓(9.2埃米)5种二维金属——这些材料的厚度仅为头发丝直径的二十万分之一、A4纸厚度的百万分之一。
通过该项技术突破所制备的二维金属具有良好的环境稳定性,在超1年的实验测试中无性能退化,为探索材料本征特性奠定了基础。“这一突破不仅填补了二维材料家族的关键空白,更开辟了全新研究领域。”论文共同通讯作者、中国科学院物理研究所特聘研究员杜罗军指出,二维金属有望衍生出高温量子霍尔效应、二维超导等宏观量子现象,为低功耗晶体管、高频器件、超灵敏探测等技术革新提供核心材料。在他看来,目前实现的5种二维金属仅是“冰山一角”,加上二元及多元合金,未来尚有上万种二维金属材料待探索,为该领域留下广阔空间。
《物理世界》“年度十大科学突破”的入选成果需满足“科学意义重大、推动知识边界、理论与实验紧密结合、引发全球物理学家广泛关注”四大核心标准。该成果凭借对材料科学的颠覆性贡献、独创技术的普遍价值及广阔应用前景成功跻身榜单,标志着我国在二维材料原子制造领域跻身国际领先地位。
今年春节假期琼州海峡客滚运输量较去年大幅增长 中新网广州2月19日电 (郭军 喻志专 赵卓)据交通运输部珠江航务管理局(简称“珠航局”)消息:2024年春节假期期间(2月10日至17日,正月初一至初八),琼州海峡省际客滚 中新网2月18日电 海安应急管理微信公众号发布情况通报,2024年2月18日2时11分,海安经济技术开发区亚太轻合金(南通)科技股份有限公司车间内生产铝棒的铸造井区域发生爆炸。截至目前,共造成3人死亡,2人失联,搜救和善后工 2月19日至22日,以“文化艺术交流中俄世代友好”为主题的中俄文化艺术交流周暨冰雪旅游消费季活动在黑龙江省鹤岗市举行,由160名俄罗斯青少年组成的代表团应邀来到鹤岗,与中国青少年开展了一系列 吃不完,根本吃不完!已经是年后的第三个工作日了。从全国各地陆续返回工位的人们,依然能回忆起被某种春节限定美食支配一整个假期的恐惧。“各省都有自己的噩梦”这个热搜年前就火了,但只有经历过“每 中新经纬2月23日电(罗琨 实习生 徐畅)“中国确实是面向未来的全球技术中心,我很高兴又一次来到中国,在这里进行深入研究。”近日,科勒集团全球首席品牌官赛米・巴尔(Samie Barr)在广州接受中新经纬专访时表示。赛米 冲上热搜!瑞幸9.9元咖啡有重大变化 每经记者 杨昕怡 每经编辑 卢祥勇 刘雪梅 瑞幸似乎不再恋战。 近日,当节后复工的上班族们想点一杯咖啡“续命”时,意外发现瑞幸9.9元优惠券的可使用范围大幅缩水。“ 。本文链接:我国“首例二维金属制备”入选年度科学突破http://www.sushuapos.com/show-5-82938-0.html
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