金属是人类文明的基石。从青铜器到硅芯片，每一次材料革命都推动着技术飞跃。但你是否想过，把一块金属压扁到仅有一个原子的厚度，会发生什么？

3月13日，中国科学家用一块“魔法砧板”完成了这个看似天方夜谭的操作，竟然造出了二维金属。

这种厚度仅为头发丝直径二十万分之一的材料，不仅刷新了人类对金属的认知，还可能成为未来芯片的“心脏”。

二维材料进化史

二维材料并非新鲜概念，2004年，科学家用胶带撕出单层石墨烯，开启了二维材料的黄金时代。但此后的近二十年里，科学家们发现，能“撕”出二维结构的几乎全是层状材料。

而像金属这样的“压缩饼干”型材料，因原子间结合力太强，始终难以被压成原子级薄片。

为什么金属这么难对付？我们可以想象一块蜂窝煤，每一层之间仅靠微弱的分子间作用力连接，撕下一层容易，因此将蜂窝煤破坏掉也很容易。

而金属更像是压实的黏土，原子在各个方向紧密“抱团”。想要拆出一层，无异于让一群手拉手的人突然松手，几乎不可能。

正因如此，全球97.5%的非层状材料长期被排除在二维材料的候选名单之外。

为了解决这个困扰了国际一个世纪的难题，中国科学院的团队另辟蹊径，他们发明了一种“原子级擀面杖”，专业点来说就是用单层二硫化钼作为超平砧板，将熔化的金属“挤压”成原子级薄片。

这一招不仅解决了金属原子乱窜的问题，还能精准控制层数，无论是单层、双层甚至三层，想要几层就压几层，厚度仅为头发丝直径20万分之一，是真正意义上的二维金属！

这种二维金属有多么夸张呢？就这么说吧，一块直径3米的金属方块经过这个“原子级擀面杖”挤压之后，就能轻松铺满整个北京！

更厉害的是，这种二维金属异常稳定，放置一年半载后性能依然在线，完全经得起实际应用的考验。

薄到透明，强到离谱

你可能好奇，一个原子厚的金属能用来做什么？答案或许藏在它的“反差”里，虽然这种二维金属薄到肉眼几乎看不见，大面积的如同透明薄膜，但导电能力却比块体金属强十倍以上。

以单层铋为例，它的室温电导率远超传统铋块，甚至展现出独特的电场响应特性。

这些特性让二维金属成了芯片设计的“梦中情材”，它最大的应用之一，便是我们如今高科技根本离不开的“心脏”芯片。

传统芯片中，电子穿过金属导线时会因碰撞发热，而二维金属的高导电性有望大幅降低能耗。

而二维金属原子级的厚度可让晶体管尺寸进一步缩小，为制造更轻薄的电子设备铺路。

因此，二维金属的成功制备，将会为“中国芯”的发展又添新的力量！

对于中国来说，这是一个天大的好消息。从2018年开始，美国就针对中国发起了芯片战，又是制裁中兴、华为，又是在国际上拉帮结派，尤其是点名荷兰阿斯麦，要求阿斯麦拒绝给中国光刻机提供后续服务。

这7年间，美国对中国的芯片制裁是愈演愈烈，就在3月11日，美国贸易办公室还特别召开了听证会，计划将对华制裁扩大到成熟制程的芯片。

不过，也正是由于美国的制裁，才让我们发奋图强，这些年在芯片领域的发展速度特别快，虽然由于无法突破光刻机，我们距离全球顶级的芯片精度仍有不小的差距，但却从来没有停下向前进的脚步。

或许在未来，作为芯片核心材料的二维金属，就将成为中国芯片的王牌！

此外，科学家还预测，这类材料可能成为研究量子霍尔效应、超导现象的新舞台，甚至推动拓扑量子计算等前沿领域的发展。

不过，二维金属的潜力远不止于此。由于透光率超过90%，它未来或与柔性电子技术结合，用于制造可折叠屏幕的透明电路。这意味着科幻片里在手臂上的屏幕，有可能成为现实。

而在超灵敏传感器领域，由于二维金属表面极高的原子暴露比例，也可能让检测微量分子变得轻而易举。

种种应用领域，这也难怪国际同行评价这项研究“开创了二维金属的新纪元”，很显然，中国科研团队的研究成果，补全了二维材料家族的最后一块拼图。

人类历史上，金属的每一次形态革新都标志着一个时代的更迭，青铜催生了工具革命，钢铁铸就了工业文明，硅晶体圆了信息时代的梦。如今，二维金属的出现，或许正悄然拉开下一场技术革命的序幕。

当然，从实验室到生产线，二维金属还需跨越成本、量产工艺等关卡。但正如中国科学院团队所言，当你能以原子精度操控材料时，想象力才是唯一的限制。

或许不久的将来，我们手中的手机、头顶的卫星，甚至尚未诞生的量子计算机，都将因这片薄如蝉翼的金属，迎来脱胎换骨的升级。而这一切，可能只是二维材料魔法秀的开场节目。

让我们一起期待着那一天吧！

对此你们怎么看呢？

参考资料

科技之眼｜素问｜金属材料能否降至二维，获得“新生命”？ 新华社客户端2025-03-13

我国科学家造出“二维金属” 央广网2025-03-14

国际首次！厚度仅头发丝直径20万分之一的大面积二维金属诞生 湖南日报2025-03-13