一塊看似普通的金屬，竟被中國科研團隊壓薄至頭發(fā)絲直徑的二十萬分之一，僅剩單原子層厚度。這一突破不僅打破了國際材料學界“非層狀金屬無法二維化”的長期共識，更在芯片、柔性電子、量子計算等領域打開全新可能性。

過去二十年，二維材料領域幾乎被石墨烯“壟斷”。其層狀結構使剝離過程相對簡單，學界因此形成固定路徑：只要材料本身具有層狀特性，便有機會實現(xiàn)“二維化”。然而，鉍、錫、鉛等絕大多數(shù)金屬的原子在三維空間中緊密排列，金屬鍵強度極高，試圖將其拆解為單層結構，如同徒手將鋼板掰成薄紙——這曾被視為不可能完成的任務。

中科院物理所張廣宇團隊卻選擇迎難而上。隨著芯片制程逼近物理極限，柔性電子、新能源、量子材料對新型材料的需求日益迫切。若二維材料僅限于石墨烯家族，發(fā)展必將遭遇瓶頸。突破“非層狀材料無法二維化”的認知限制，成為科研攻關的核心目標。

團隊的創(chuàng)新思路始于對金屬狀態(tài)的重新審視。傳統(tǒng)方法試圖從固態(tài)金屬中剝離原子層，但原子被強金屬鍵牢牢鎖定，剝離幾乎無法實現(xiàn)。研究人員轉而關注金屬的“脆弱時刻”——熔融態(tài)。當金屬接近熔化時，原子排列松散，內部束縛顯著減弱。此時，以表面原子級平整的二硫化鉬作為“壓砧”，通過范德華相互作用而非蠻力擠壓，金屬原子被逐步“攤平”。這一技術被命名為范德華擠壓法，最終制得的金屬薄膜厚度僅0.6至0.9納米，真正進入單原子層尺度。

更關鍵的是，這種薄膜并非實驗室中的“曇花一現(xiàn)”。團隊通過封裝保護技術，使樣品在空氣環(huán)境中存放一年后，結構與性能幾乎無衰減。這一特性直擊二維材料長期存在的穩(wěn)定性痛點——過去許多超薄材料因環(huán)境敏感性難以實際應用，而此次突破首次為非層狀二維金屬的產(chǎn)業(yè)化鋪平了道路。

這一成果的潛在影響遠超材料學范疇。在芯片領域，二維金屬的極限薄度與優(yōu)異導電性，使其有望成為新一代互連材料或晶體管結構的關鍵組件，助力芯片制程突破3納米物理極限；柔性電子領域，原子級薄膜幾乎不存在應力集中問題，可顯著提升折疊屏、可穿戴設備的耐用性；催化與傳感領域，其理論極限級的表面積使反應效率與靈敏度大幅提升，為新能源電池、氫能制備及環(huán)境監(jiān)測提供新方案；量子計算方向，二維金屬為研究量子霍爾效應、拓撲超導等現(xiàn)象提供了理想平臺，相關研究可能推動精密傳感與量子技術的跨越式發(fā)展。

目前，該方法已在多種金屬中驗證成功，證明其普適性而非偶然結果。盡管從實驗室到產(chǎn)業(yè)化仍需克服規(guī)模、成本與工藝適配等挑戰(zhàn)，但這一突破已為全球材料科學推開了一扇新門。當國際學界仍在重復“不可能”的結論時，中國科研團隊用行動證明：許多看似不可逾越的障礙，往往源于思維定式的束縛。而真正的創(chuàng)新，始于對既有規(guī)則的重新定義。