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嗨，各位朋友好呀，小玖今天要帶大家走進一項令人振奮的前沿科技奇跡。

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中國的科研團隊成功將金屬“壓縮”成厚度僅為紙張百萬分之一的“原子薄膜”，并憑借這一里程碑式的成果登上了國際權(quán)威科學(xué)榜單，讓世界再次聚焦中國智慧，真讓人倍感自豪！

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重大突破

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2025年12月12日，英國《物理世界》揭曉了年度“十大科學(xué)突破”名單，其中來自中國科學(xué)院物理研究所張廣宇領(lǐng)銜的研究組所研發(fā)的“二維金屬紙”赫然在列。

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這項成就與發(fā)現(xiàn)小行星中生命前體分子、實現(xiàn)分子超流態(tài)等全球頂尖研究并駕齊驅(qū)，成為本年度唯一入選的中國主導(dǎo)科研項目。

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或許你會好奇：不就是把金屬做得更薄一點嗎？其實背后的技術(shù)壁壘遠比想象中復(fù)雜得多。

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想要真正理解這項成果的分量，必須回溯到2004年——那一年，石墨烯橫空出世，如同為材料科學(xué)打開了一扇全新的大門，自此，“二維材料”成了全球科學(xué)家爭相探索的熱點領(lǐng)域。

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這類僅由單層或數(shù)個原子堆疊而成的物質(zhì)，往往展現(xiàn)出常規(guī)材料無法企及的獨特性能。過去二十年間，人類已成功合成數(shù)百種二維結(jié)構(gòu)，理論預(yù)測可實現(xiàn)的種類接近兩千種。

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但這些材料有一個共通點：它們都具備層狀晶體架構(gòu)，就像千層糕一樣，層與層之間通過較弱的范德華力連接，只需輕微外力就能剝離出單層片材。

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而金屬卻完全不同。占據(jù)元素周期表約80%比例的金屬元素，其內(nèi)部原子以強金屬鍵緊密結(jié)合，整體結(jié)構(gòu)致密堅固，宛如一塊高度壓縮的餅干，極難從中分離出獨立的原子級薄層。

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長期以來，在學(xué)術(shù)界普遍認為從非層狀金屬中制備穩(wěn)定的二維結(jié)構(gòu)是一項幾乎不可能完成的任務(wù)。

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打個形象的比喻，這就相當于試圖從一塊堅硬無比的壓縮干糧里，完整地抽出一層僅有幾個原子厚的柔韌薄片，且不能有任何破損，難度堪稱登天。

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挑戰(zhàn)不可能

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但張廣宇團隊偏不信這個邪。經(jīng)過多年的潛心鉆研，他們開創(chuàng)性地提出了一種名為“原子制造的范德華擠壓技術(shù)”的全新方法，用來“馴服”傳統(tǒng)意義上的頑固金屬。

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研究人員利用自主研制的原子級平整單層二硫化鉬作為“超級壓?！?，在超高精度控制下將鉍、錫、鉛等五種典型金屬加熱熔融后進行定向加壓，最終成功獲得了厚度僅為幾埃米（?）的二維金屬薄膜。

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這種尺度究竟有多驚人？它相當于人類頭發(fā)絲直徑的二十分之一萬，A4打印紙厚度的百萬分之一；如果把一塊邊長三米的原始金屬塊加工成這樣的超薄膜，展開后足以覆蓋整個北京市區(qū)的地表面積。

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更令人驚嘆的是這些“金屬紙”展現(xiàn)出的卓越穩(wěn)定性。由于被封裝在惰性的二硫化鉬夾層中，這些二維材料即使長期暴露于空氣中長達一年之久，電學(xué)和結(jié)構(gòu)特性依然保持如初，完全沒有退化跡象。

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這在通常對環(huán)境極其敏感、極易氧化失效的二維材料家族中，堪稱是“鐵骨錚錚”的存在。

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今年3月，該研究成果正式發(fā)表于國際頂級期刊《自然》，隨即引發(fā)全球廣泛關(guān)注。加州大學(xué)一位資深教授在同一期雜志撰文評價稱：“這是一個極具震撼力的技術(shù)壯舉?！?/p>

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央視《新聞聯(lián)播》也將其列為我國基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域的三大原創(chuàng)性成果之一。此次入選《物理世界》年度榜單，正是因其完全契合“具有深遠科學(xué)意義、拓展人類認知邊界、推動技術(shù)革新、具備廣泛應(yīng)用潛力”四大嚴苛評選標準。

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目前實現(xiàn)的五種二維金屬僅是冰山一角。整個元素周期表中共有88種金屬元素，若再考慮多元合金體系，未來有望開發(fā)出上萬種新型二維金屬材料。

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從超低能耗集成電路到極致靈敏的生物傳感器，從柔性透明顯示屏到高效能源催化系統(tǒng)，這些“原子膜”或?qū)⒅厮芟乱淮娮悠骷脑O(shè)計邏輯，深刻影響我們未來的日常生活方式。

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小玖最后想說，從曾被斷言“絕無可能”到如今貼上鮮明的“中國創(chuàng)造”標簽，張廣宇團隊的突破生動詮釋了科學(xué)最動人的本質(zhì)——勇于質(zhì)疑定論，敢于闖入無人踏足的知識荒原。

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當人們眼中堅不可摧的“硬核”金屬也能被制成飄若蟬翼的“原子薄紙”，我們看到的不只是材料科學(xué)的一次飛躍，更是中國科研力量挺進前沿“無人區(qū)”的堅定步伐。

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未來某一天，這些比紙還輕薄的金屬薄膜，或許正承載著改變世界的厚重科技夢想，悄然走進千家萬戶。

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信源來源：2025.12.14 物理研究所 二維金屬“紙”入選《物理世界》2025年度“十大科學(xué)突破”