“两天两篇顶刊”：中国科学家的极限挑战

2025年3月，中国科学院物理研究所张广宇研究员的团队在48小时内连续于《自然》和《科学》两大顶级期刊发表两项突破性成果——这是全球材料科学界罕见的“双响炮”。团队不仅制备出厚度仅为头发丝二十万分之一的二维金属材料，还首次实现了单一手性碳纳米管阵列的范德华晶体生长。这两项研究，一项填补了二维材料家族的空白，另一项攻克了碳纳米管领域沉积20余年的“手性控制”难题，被国际同行评价为“材料科学的里程碑式突破”35。

“压扁金属”的浪漫想象
张广宇团队提出的“范德华挤压技术”，灵感源于对物质极限的浪漫追问：“如果把一块边长3米的金属压成单原子层，能铺满整个北京吗？”答案是肯定的。他们通过原子级精密操控，将铋、锡等金属“压扁”至单原子厚度，厚度仅0.3纳米，相当于A4纸的百万分之一。这种二维金属不仅具备超常的导电性和催化活性，更可能催生透明显示器、超微型晶体管等未来技术。“就像三维金属曾引领青铜与铁器时代，二维金属或许会开启人类文明的下一阶段。”团队成员杜罗军研究员如是说3。

与诺奖得主的“跨时空对话”
另一项关于碳纳米管的研究，则是一场跨越24年的科学接力。2001年诺贝尔奖得主Richard Smalley曾提出“如何制备单一手性碳纳米管晶体”这一世纪难题，全球无数团队铩羽而归。张广宇团队联合上海交大、浙江大学等机构，独辟蹊径开发“滑移自组装”技术，在六方氮化硼基底上实现了碳纳米管的完美排列。实验室内，当首片碳纳米管范德华晶体在显微镜下显现时，团队成员形容“仿佛看到无数根纳米管在跳一支整齐的华尔兹”3。这项成果制造的晶体管电子迁移率高达2000 cm²/(V·s)，为碳基芯片的产业化撕开一道曙光。

“非典型科学家”的成长轨迹

张广宇的科研之路充满“反差感”。这位出生于1977年的山东学者，本科时主修理论物理，却因痴迷于“亲手创造新材料”转向实验领域。在美国斯坦福大学做博士后期间，他常泡在实验室至凌晨，被同事戏称“纳米管上的夜猫子”。2008年回国后，他带领团队从零搭建实验室，一度因设备简陋只能用“土法”改造仪器。“最困难时，我们连高质量基底材料都买不起，只能自己摸索合成方法。”他回忆道3。

团队里的“破壁青年”
在这支平均年龄35岁的团队中，青年科学家是绝对主力。博士生姜晓晨为调试二维金属的挤压参数，连续三个月每天工作16小时，记录下2000多组数据；副研究员李昊楠为捕捉碳纳米管生长瞬间，在电镜室蹲守三天，最终拍下“纳米管从基底上如春笋般萌发”的珍贵影像。张广宇常对团队说：“做科研就像跑马拉松，比的不是瞬间爆发力，而是持续突破极限的韧性。”3

从实验室到产业化的“最后一公里”

在基础研究高歌猛进的同时，团队始终紧盯应用转化。二维金属材料已与多家企业合作开发高频通信器件原型，而碳纳米管阵列技术正被用于某国产芯片企业的试验线。张广宇坦言：“科学家不能只满足于发论文，更要让成果走出实验室，解决卡脖子问题。”2023年，他因在低维材料领域的贡献成为中科院院士候选人，却谦称：“荣誉属于整个团队，我们只是站在巨人肩膀上多垫了一块砖。”34

结语：科学精神的温度
48小时连发两篇顶刊的背后，是20年的技术积累、数千次实验失败与一群科学家对未知的纯粹热爱。正如张广宇在采访中所说：“科研最美的瞬间，不是论文被接收的那一刻，而是黑暗中突然看见一束微光——那道光可能照亮人类认知的边界，而我们恰好成为了追光的人。”3