Thành tựu này liên quan đến việc chế tạo thành công kim loại hai chiều đầu tiên của Trung Quốc, một bước tiến từng được giới khoa học đánh giá là gần như không thể thực hiện.
Công trình do nhóm nghiên cứu thuộc Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn đầu và đã được công bố trên tạp chí Nature hồi tháng 3/2025.
Bằng cách phát triển phương pháp chế tạo ở cấp độ nguyên tử, nhóm nghiên cứu của Trung Quốc đã tạo ra nhiều loại kim loại hai chiều (2D) khác nhau, bao gồm thiếc, chì, bismuth (một nguyên tố hóa học có ký hiệu Bi và nguyên tố thứ 83 trong bảng tuần hoàn hóa học) hay indium (một nguyên tố hóa học với ký hiệu In và nguyên tố thứ 49 trong bảng tuần hoàn hóa học).
Theo ông Trương Quảng Vũ, nhà khoa học chủ chốt của nhóm nghiên cứu, độ dày của các kim loại hai chiều này chỉ bằng khoảng 1/1.000.000 độ dày của một tờ giấy A4 và 1/200.000 đường kính sợi tóc người. Ông cũng lưu ý việc tạo ra kim loại hai chiều được coi là thách thức đặc biệt lớn do các liên kết giữa các nguyên tử kim loại rất mạnh theo mọi hướng.
Kể từ khi vật liệu graphene đơn lớp (một tấm vật liệu siêu mỏng chỉ dày một lớp nguyên tử carbon) được phát hiện năm 2004, các vật liệu hai chiều (2D) đã làm thay đổi căn bản nhận thức của con người về vật chất, đồng thời thúc đẩy những bước tiến lớn trong vật lý chất ngưng tụ và khoa học vật liệu. Trong hai thập kỷ qua, các nhóm vật liệu 2D đã phát triển nhanh chóng với hàng trăm vật liệu có thể chế tạo trong phòng thí nghiệm và gần 2.000 vật liệu mới được chứng minh bằng tính toán khoa học mà chưa hoặc chưa thể chế tạo thành công trong thực tế.
Theo các nhà khoa học, kim loại 2D có tiềm năng mở ra giai đoạn phát triển công nghệ mới với nhiều ứng dụng đột phá trong các lĩnh vực như transistor (bóng bán dẫn) siêu nhỏ tiêu thụ điện năng thấp, thiết bị tần số cao hay màn hình trong suốt. Ngoài ra, kim loại 2D cũng giúp mở ra khả năng chế tạo các cảm biến siêu nhạy giúp phát hiện những chất độc nồng độ rất nhỏ mà con người không thể nhận biết hoặc không thể cảm nhận được, cũng như chế tạo chất xúc tác hóa học hiệu quả cao giúp tăng tốc phản ứng hóa học một cách tối ưu, tiết kiệm năng lượng và nguyên liệu.
Physics World là tạp chí hàng đầu của Hội Vật lý Anh, hiệp hội nghề nghiệp và học tập trong lĩnh vực vật lý tại Liên hiệp Vương quốc Anh và Bắc Ireland. Danh sách “Top 10 đột phá vật lý hằng năm” của tạp chí này được giới khoa học quốc tế đánh giá có uy tín cao, với các tiêu chí lựa chọn nghiêm ngặt về ý nghĩa khoa học, mức độ tiếp cận và làm chủ tri thức, sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm, cũng như tầm ảnh hưởng trong cộng đồng vật lý toàn cầu.
