如果你的手機觸屏是二維材料制作的，那你完全不用擔(dān)心它會碎屏……如此神奇的二維材料，究竟是什么?它能帶給世界怎樣的改變?

近日，“首屆絲綢之路國際二維材料科技會議”在西北工業(yè)大學(xué)舉辦，國內(nèi)外近百位院士、專家學(xué)者會聚一堂，共同研討二維材料精彩無限的發(fā)展空間。

3D和三維一直是21世紀(jì)以來的熱門詞語，例如3D電影、3D打印等。在這些行業(yè)中，三維不但意味著更好的視覺效果，還意味著更高的技術(shù)水平。然而，對于某些領(lǐng)域來說，事情卻不是這樣。

2000多年前，哲學(xué)家就曾對物質(zhì)本源的問題產(chǎn)生過激烈的討論。原子派認(rèn)為物質(zhì)在無限分割之后，最終會小到無法分割。所以他們把組成的物質(zhì)稱為原子，寓意為不可分割。

隨著時間的流逝，雖然現(xiàn)代依然沿用了原始的詞語“原子”，但是其不可分割的本意早已名存實亡�？茖W(xué)家在近百年通過物理手段證明原子是可以分割的。原子的定義變成了保持化學(xué)性質(zhì)的最小單位。

即便原子是可以分割的，但最大的原子仍然達不到肉眼可見的程度�？梢哉f，人們目前能夠看到的物質(zhì)都是由原子三維堆疊而成的。如果能把原子平鋪為一層，那么這種物質(zhì)便是當(dāng)之無愧的二維材料。

我們通常所說的二維材料，是指電子僅可在兩個維度的非納米尺度(1-100nm)上自由運動的平面材料。不同于一般納米材料、三維材料、一維材料。

2004年，兩名英國物理學(xué)家成功地將只有單個原子厚的石墨烯，從石墨中剝離出來，即最初的二維材料，兩人還因此獲得了諾貝爾獎。因為石墨烯是一種性能極其優(yōu)異的材料，不僅透明導(dǎo)電，而且硬度極高，兼具柔韌性。10多年來，石墨烯的研究成果不斷涌現(xiàn)。

一層保鮮膜厚的石墨烯，需要一頭5噸重的大象站在鉛筆上形成的壓力才能將其刺穿。如果將這個技術(shù)應(yīng)用到電腦、電視、手機觸摸屏上，顯然不用擔(dān)心碎屏了。

石墨烯的發(fā)現(xiàn)，極大推動了二維材料領(lǐng)域的研究。人們還發(fā)現(xiàn)了二硫化鎢、二硫化鈦、二硒化鉬、碲化銻及碲化鉍等二維材料，這些材料都具備各自特殊的性質(zhì)，用途超乎想象，人類對二維材料的研究還只是剛剛開始。

“材料領(lǐng)域?qū)W科跨度大、范疇廣、種類多，一直以來呈現(xiàn)多點開花、熱點頻出的創(chuàng)新態(tài)勢。”據(jù)參會專家介紹，二維材料是當(dāng)下的前沿領(lǐng)域之一，涵蓋了印刷電子、柔性電子、超級電容、太陽能電池、量子點、傳感器、半導(dǎo)體制造等，具有十分優(yōu)異的機械、熱學(xué)、光學(xué)特性，是多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)顛覆式創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

目前，美國、英國、韓國、日本、新加坡等國已將二維材料研究提升至國家戰(zhàn)略高度。我國在該領(lǐng)域雖啟動稍晚，但科研隊伍體量大、后勁足，是研究最活躍、最具創(chuàng)造力的區(qū)域之一。隨著近幾年經(jīng)費投入的不斷增長，研究廣度不斷拓寬，有些方向已經(jīng)取得了令人矚目的成績，作出了全球范圍內(nèi)具有開創(chuàng)性的工作。

雖然二維材料的研究、應(yīng)用都已取得長足發(fā)展，但其實際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化需求仍有相當(dāng)距離。同時，二維材料家族中仍有不少備受期待的新材料尚未被研制出來，部分二維材料的物理、化學(xué)性質(zhì)也有待揭示。中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)博雅講席教授劉忠范在會議報告中坦言：“我們需要不斷提升二維材料的品質(zhì)，這是一條漫長而崎嶇的道路，沒有捷徑可言。”

“舉辦這次交流活動的意義，就是為了促進西安高校和科研院所與國內(nèi)外學(xué)者的交流、合作與溝通，為二維材料的研發(fā)注入活力，創(chuàng)造機遇。”中國科學(xué)院院士、西北工業(yè)大學(xué)常務(wù)副校長黃維表示。