一塊看似普通的金屬，竟被中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)壓薄至頭發(fā)絲直徑的二十萬(wàn)分之一，僅剩單原子層厚度。這一突破不僅打破了國(guó)際材料學(xué)界“非層狀金屬無(wú)法二維化”的長(zhǎng)期共識(shí)，更在芯片、柔性電子、量子計(jì)算等領(lǐng)域打開(kāi)全新可能性。

過(guò)去二十年，二維材料領(lǐng)域幾乎被石墨烯“壟斷”。其層狀結(jié)構(gòu)使剝離過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)界因此形成固定路徑：只要材料本身具有層狀特性，便有機(jī)會(huì)實(shí)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(qiáng)度極高，試圖將其拆解為單層結(jié)構(gòu)，如同徒手將鋼板掰成薄紙——這曾被視為不可能完成的任務(wù)。

中科院物理所張廣宇團(tuán)隊(duì)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(duì)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(wú)法二維化”的認(rèn)知限制，成為科研攻關(guān)的核心目標(biāo)。

團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新思路始于對(duì)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(qiáng)金屬鍵牢牢鎖定，剝離幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)。研究人員轉(zhuǎn)而關(guān)注金屬的“脆弱時(shí)刻”——熔融態(tài)。當(dāng)金屬接近熔化時(shí)，原子排列松散，內(nèi)部束縛顯著減弱。此時(shí)，以表面原子級(jí)平整的二硫化鉬作為“壓砧”，通過(guò)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(shù)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(jìn)入單原子層尺度。

更關(guān)鍵的是，這種薄膜并非實(shí)驗(yàn)室中的“曇花一現(xiàn)”。團(tuán)隊(duì)通過(guò)封裝保護(hù)技術(shù)，使樣品在空氣環(huán)境中存放一年后，結(jié)構(gòu)與性能幾乎無(wú)衰減。這一特性直擊二維材料長(zhǎng)期存在的穩(wěn)定性痛點(diǎn)——過(guò)去許多超薄材料因環(huán)境敏感性難以實(shí)際應(yīng)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(yuǎn)超材料學(xué)范疇。在芯片領(lǐng)域，二維金屬的極限薄度與優(yōu)異導(dǎo)電性，使其有望成為新一代互連材料或晶體管結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組件，助力芯片制程突破3納米物理極限；柔性電子領(lǐng)域，原子級(jí)薄膜幾乎不存在應(yīng)力集中問(wèn)題，可顯著提升折疊屏、可穿戴設(shè)備的耐用性；催化與傳感領(lǐng)域，其理論極限級(jí)的表面積使反應(yīng)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(cè)提供新方案；量子計(jì)算方向，二維金屬為研究量子霍爾效應(yīng)、拓?fù)涑瑢?dǎo)等現(xiàn)象提供了理想平臺(tái)，相關(guān)研究可能推動(dòng)精密傳感與量子技術(shù)的跨越式發(fā)展。

目前，該方法已在多種金屬中驗(yàn)證成功，證明其普適性而非偶然結(jié)果。盡管從實(shí)驗(yàn)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(xué)推開(kāi)了一扇新門(mén)。當(dāng)國(guó)際學(xué)界仍在重復(fù)“不可能”的結(jié)論時(shí)，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)用行動(dòng)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(duì)既有規(guī)則的重新定義。