中国科学院物理研究所的科研团队于2025年3月13日在国际顶级期刊《自然》上发表了一项突破性成果：成功研制出厚度仅为头发丝直径二十万分之一的单原子层金属材料。这是国际上首次实现大面积二维金属材料的制备，标志着二维材料研究迈入全新领域。

　　这种二维金属的厚度仅相当于一张A4纸的百万分之一，若将一块三米见方的金属块压制成该材料，其面积可覆盖整个北京市。研究团队通过自主研发的“范德华挤压技术”，将铋、锡、铅等金属材料封装于单层二硫化钼之间，既保证了材料的原子级极限厚度，又使其具备优异的环境稳定性。

　　此前，科学家虽能制备出极薄的金属层，但其横向尺寸通常小于100纳米，且与衬底存在强化学键作用，严格意义上仍属零维材料。而此次研究首次实现了“本征二维金属”的普适性制备，突破了传统范德华层状材料体系的限制。国际审稿人高度评价称，该工作“开创了二维金属这一重要研究领域”，是“二维材料研究的重大进展”。

　　这一成果的应用前景广阔。超微型低功耗晶体管、高频器件、透明显示、超灵敏传感探测、极致高效催化等领域或将迎来技术革新。例如，透明显示技术可因二维金属的导电性和光学特性实现突破;而超微型晶体管则有望推动电子设备进一步微型化与高效化。

　　研究由中国科学院物理研究所张广宇研究员团队主导，赵交交博士为论文第一作者，杜罗军特聘研究员和张广宇为通讯作者。项目获得科技部重点研发计划、国家自然科学基金委及广东省基础与应用基础研究重大项目等支持。

　　张广宇研究员比喻称：“正如三维金属引领了铜器、青铜和铁器时代，二维金属可能开启一个全新的技术纪元。”这一成果不仅填补了二维材料家族的空白，更在原子级制造技术上实现了从“实验室探索”到“实际应用”的关键跨越。

　　值得注意的是，二维金属的稳定性远超同类材料。传统石墨烯等二维材料虽性能优异，但在实际应用中易受环境影响，而范德华挤压技术通过封装工艺解决了这一难题。此外，该技术还可扩展至其他金属体系，为未来材料设计提供了新思路。

　　与国外技术对比，中国在二维材料领域已展现出领先潜力。此前，手撕钢、石墨烯等材料的国产化曾打破国外垄断，而此次二维金属的突破进一步巩固了中国在新材料研发中的地位20。

　　业内专家认为，这项研究将推动材料科学、电子工程、能源催化等多学科的交叉创新。随着技术迭代，二维金属或将成为下一代信息器件、量子计算等领域的核心材料。

　　中国科学院物理研究所表示，团队将继续探索二维金属的物理性质与规模化制备工艺，并推动产学研合作，加速其商业化应用。这一里程碑式成果不仅彰显了中国基础研究的实力，也为全球新材料发展注入了新动能。