人民网北京3月13日电 （记者赵竹青）在我国神话传说中，哪吒(zha)以莲藕重塑肉身(shen)的(de)故(gu)事家喻户晓，而如今，中国科学家正以另一种方式演(yan)绎着“重塑金身(shen)”的(de)现代传奇。近期，中国科学院物理研究(jiu)所的(de)科研团队，成功为(wei)金属(shu)材料“重塑金身(shen)”，实现了厚度仅为(wei)头发丝直径的(de)二十万分之一的(de)单原(yuan)子层金属(shu)，为(wei)人类探索物质(zhi)世界打开了全新(xin)维度。
相关研究(jiu)成果以《埃米厚度极限二维金属(shu)的(de)实现》为(wei)题发表在国际学术期刊《自然》。国际审稿人一致给予高度评价，认为(wei)该工作“开创了二维金属(shu)这一重要(yao)研究(jiu)领域(yu)”“代表二维材料研究(jiu)领域(yu)的(de)一个重大(da)进展”。
在近一个世纪的(de)时(shi)间里，学界曾普遍认为(wei)二维材料是不(bu)存在的(de)，自2004年单层石墨烯(xi)发现以来（该研究(jiu)于(yu)2010年获得诺贝尔物理学奖），二维材料极大(da)颠覆(fu)了人类对(dui)材料的(de)原(yuan)有认知，并(bing)引领了凝聚态物理、材料科学等领域(yu)的(de)系列突破性进展，开创了基础研究(jiu)和技术创新(xin)的(de)二维新(xin)纪元(yuan)。
在过去20年中，二维材料家族迅速扩大(da)，目前实验可获得的(de)二维材料达数百种，理论预测的(de)更是近2000种。这些二维材料局限在层状材料体系，层状材料类似千层饼结构，很容(rong)易剥出完(wan)美一层。纵观整个材料数据库，层状材料的(de)占比是非常小的(de)，97.5%以上的(de)是非层状材料，如生活(huo)中随处可见的(de)金属(shu)。不(bu)同(tong)于(yu)层状材料，金属(shu)由于(yu)每个原(yuan)子在任意方向均和周围原(yuan)子有强的(de)金属(shu)键相互作用，类似压(ya)缩饼干，要(yao)想将(jiang)其重塑为(wei)原(yuan)子极限厚度的(de)二维金属(shu)，就好比从压(ya)缩饼干中剥出像千层饼那样完(wan)整的(de)一层来一样，是极具挑战性的(de)。
面对(dui)如何获得二维金属(shu)的(de)挑战，最(zui)近中国科学院物理研究(jiu)所张广宇研究(jiu)员带领团队发展了原(yuan)子级制造的(de)范德华挤压(ya)技术，实现了原(yuan)子极限厚度下各种二维金属(shu)的(de)普适制备，包括铋、锡、铅(qian)、铟和镓。这些二维金属(shu)的(de)厚度仅仅是一张A4纸的(de)百万分之一，是一根头发丝直径的(de)二十万分之一。如果把一块边长3米的(de)金属(shu)块压(ya)成单原(yuan)子层厚，将(jiang)可以铺满整个北京市的(de)地面。
“原(yuan)子极限厚度二维金属(shu)的(de)实现补(bu)充了二维材料家族的(de)一大(da)块拼图，还有望衍生出各种宏观量(liang)子现象，促进理论、实验和技术的(de)进步。”论文共同(tong)通讯编辑、中国科学院物理研究(jiu)所特聘研究(jiu)员杜罗军说。
“就像三维金属(shu)引领了人类文明的(de)铜器、青铜和铁器时(shi)代，原(yuan)子极限厚度二维金属(shu)有望推动下一阶段文明的(de)发展，带来超微型低功耗晶体管、高频器件、透明显(xian)示、超灵敏探测、极致高效催化等众多领域(yu)的(de)技术革新(xin)。此(ci)外，范德华挤压(ya)技术为(wei)二维金属(shu)合(he)金、非晶和其他二维非层状材料也(ye)开辟了有效原(yuan)子级制造方案，为(wei)各种新(xin)兴的(de)量(liang)子、电子和光子器件应(ying)用勾勒(le)出美好愿(yuan)景。”论文共同(tong)通讯编辑、中国科学院物理研究(jiu)所研究(jiu)员张广宇说。