中国科学院物理研究所科研团队近期成功研制出厚度仅为头发丝直径的二十万分之一的单原子层金属，这是国际上首次实现大面积二维金属材料的制备，开创了二维金属研究新领域。这种材料未来可以为超微型低功耗晶体管、透明显示等领域带来技术革新。该科研成果于北京时间3月13日在国际学术期刊《自然》发表。
在我们日常生活中，人们见到的材料都是三维的，也就是具有一定长度、宽度、高度，但如果把其中一个维度抹平，那就是二维材料。例如一本书就具有长宽高，而二维材料就像是从这本书上单独撕下来的一页纸，看上去只有长和宽，厚度在我们肉眼看来几乎为零。在科学界，真实的二维材料就是厚度为单个原子或者少数几个原子的材料，一般厚度仅仅是一张A4纸的百万分之一。
如何把金属材料也能做得这么薄呢？这在科学界极具挑战性。中国科学院物理研究所张广宇研究员带领团队发展了原子级制造的范德华挤压技术。这种技术采用的压砧是原子级平整、表面无悬挂键的材料。科研团队通过将金属熔化并利用团队前期制备的高质量单层二硫化钼范德华压砧挤压，实现了原子极限厚度下铋、锡、铅等二维金属的普适制备。二维金属的实现超越了当前二维范德华层状材料体系，补充了二维材料家族的一大块拼图。
范德华挤压技术制备二维金属的过程示意图
在制备二维金属的演示实验中，科研人员首先将一块金属币在280℃的高温下融化，之后采用团队首创的范德华积压技术给金属施压，经过数小时后就得到了二维金属。这整个过程都是在布劳恩手套箱中完成。
据了解，通过范德华挤压技术制备的二维金属上下均被单层二硫化钼所封装，具有非常好的环境稳定性。这项研究成果有望开创二维金属研究的新领域，为超微型低功耗晶体管、高频器件、透明显示、超灵敏传感探测、极致高效催化等众多领域带来技术革新。
