“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

石墨烯是碳原子组成的蜂巢状晶体，厚度只有单个原子，是一种二维材料。单层的石墨烯在超低温下具有超导电性。如果将两层石墨烯扭转成一定角度，会发生什么呢？2018年三四月份，MIT科学家Pablo Jarillo-Herrero带领的团队发现，如果将双层石墨烯扭转成特定角度——被称为“魔角”石墨烯——材料表现为莫特绝缘体（Mott insulator）。然后向这种绝缘体施加微弱的电场，也就是掺杂电子，双

自从2004年石墨烯诞生以来，关于石墨烯用途的研究不断刷新人们的认知，被冠其名为“21世纪的超级材料”。尽管石墨烯只有一个原子层的厚度，但它却具有超强、超柔韧和超轻的优异性能，不仅可以导电，还可以进行生物降解。最近，一个国际研究团队又为石墨烯找到了另外一种用途：制作人造视网膜。视网膜是眼睛后部的感光细胞层，负责将图像转换成大脑可以解释的脉冲。没有这一功能，人根本看不到任何物体（失明）。目前，数百万

科学界对石墨烯物性研究取得的历史性突破，使石墨烯受到了广泛的关注。各领域的研究从不同应用背景出发，揭示了石墨烯可能拥有的诸多优异性能，从而使人们对这些物性的应用前景寄予厚望。从力学性能来看，对比完好的石墨烯片层与现有的工程材料的拉伸强度，前者要比后者高出两个数量级以上。同时直觉告诉我们，单层原子结构的膜材料非常容易产生离面变形；并且，石墨烯的大面积制备又通常使其内在缺陷不可避免。理解这些由维度上的

在治疗神经病症、或恢复瘫痪的肢体功能时，都有可能需要在大脑中植入电极。但在未来，新型水凝胶有望取代这些电极，从而实现更好的功能。用于神经界面的常规电极，通常由刚性金属制成(比如金或铂)。因为与神经组织的柔软程度不匹配，它们通常涂有柔性的导电聚合物。遗憾的是，这样会导致其面积增大，在大脑中显得更加突兀。有鉴于此，西班牙巴斯克大学的科学家们，与法国斯特拉斯堡大学的同僚们合作，打造了一种实验性的新型聚合

美国芝加哥，伊利诺伊大学最新研究点燃行业变革美国时间2023年8月15日，伊利诺伊大学芝加哥工程学院研究团队在《自然·能源》期刊发表重磅论文，宣布成功开发出一种新型石墨烯涂层技术，可显著降低锂电池热失控风险。该技术通过将锂钴氧化物阴极包裹在化学改性石墨烯层中，有效阻止高温下氧气逸出，从而避免电池起火爆炸。实验数据显示，采用该技术的电池在200次循环后容量衰减仅14%，而普通锂电池在相同条件下衰减达

在纳米材料的“超级英雄榜”上，单壁碳纳米管（SWCNT）堪称“王者段位”。这种比头发丝细10万倍、却比钢铁强100倍的“黑科技材料”，正从实验室走向你我身边。它不仅能当量子计算机的“大脑神经”，还能变身太空飞船的“骨骼”、癌症药物的“快递员”——今天我们就来揭秘这个神奇材料的最新“黑科技动态”！1. 量子计算机的“高速公路”：微观世界的“信息飞车”想象一下：传统计算机用“0”和“1”像老式绿皮火车

碳纳米结构的晶体管:听起来像是遥不可及的梦想，但是现在在几年后可能成为现实。目前，科学家们现在已经从石墨烯带中制造出了纳米晶体管，它的宽度只有几个原子。 图片所示：在金色的衬底上，微观的石墨烯带纵横交错。所谓的石墨烯纳米带只有几个原子宽，并且具有特殊的电子性质，这使它们成为未来纳米电子的候选材料:石墨烯，一个原子薄、蜂窝状的碳层，是一种导电材料，它可以成为纳米带的一种半导体。这意味着它有一个足够大