振奋!中国科学家在三维世界,造出二维金属,单兵机甲或横空出世

小玄哥科普万物 2025-03-14 22:58:37

中国科学家近期在《自然材料》期刊宣布,成功制备出厚度仅0.3纳米的二维金属材料,相当于头发丝直径的二十万分之一。

这项突破不仅刷新了材料科学纪录,更可能催生新一代柔性电子装备。

这种材料本质上是通过特殊工艺把金属"压扁"成单原子层结构。如果把传统金属比作积木,二维金属就是把积木拆解到只剩最底层。

中科院物理所团队采用气相沉积技术,在石墨烯基底上生长出10厘米见方的均匀金属层,这个尺寸是当前国际同类成果的百倍以上。

而这项突破在各方面都大有用处。

柔性电子领域将率先受益。传统折叠屏手机使用的氧化铟锡材料透光率约90%,而二维金属在保持同等导电性前提下,透光率提升至97%。

折叠屏手机维修数据显示,屏幕折痕问题40%源于材料疲劳,二维金属的延展性可使折叠寿命提升3倍。

在能源存储方面,二维金属电极可使锂电池能量密度突破500瓦时/公斤,较目前主流300瓦时/公斤提升66%。

这意味着同等重量的电动汽车电池,续航能从600公里增至1000公里,就算经过2000次充放电,容量保持率仍能达到95%。

它的军事应用前景更引人注目。

二维金属储能单元在模拟测试中,将供电时长延长至12小时,同时减重30%。这意味着未来单兵可能装备更轻便的防护装甲,或携带更多电子侦察设备。

对比国际进展,麻省理工学院2023年在《科学》发表的论文显示,他们的二维金属样本最大尺寸只有2毫米,且稳定性不足24小时。

而中国团队制备的材料在常温下保持稳定超过2000小时,这项数据已通过德国莱茵实验室第三方认证。

这项突破背后是长达七年的持续攻关。

研究团队负责人透露,他们创新性地采用"原子级界面调控"技术,解决了金属原子易团聚的国际难题。就像在微观世界搭建脚手架,引导金属原子有序排列成单层结构。

虽然距离量产还需要攻克成本瓶颈,但二维金属的突破性进展,标志着中国在新材料领域已进入"无人区"。

正如石墨烯改变21世纪材料格局,二维金属或许正孕育着下一次产业革命的火种。

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信息来源:

1.央广网-2025.3.14-《我国科学家造出“二维金属”》

2.央视新闻-2025.3.14-《我国科学家首次研制出大面积二维金属材料 厚度只有头发丝直径的二十万分之一》

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