Die bahnbrechende Entwicklung chinesischer Forscher – die Herstellung der ersten zweidimensionalen Metalle Chinas – wurde von „Physics World“ zu einem der „Top-10-Durchbrüche für 2025“ gekürt.

Die Arbeit, die von einem Team des Instituts für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften geleitet wurde, galt lange als nahezu unmöglich und wurde im März in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

Seit der Entdeckung von einlagigem Graphen im Jahr 2004 haben zweidimensionale Materialien das Verständnis von Materialien revolutioniert und Durchbrüche in der Festkörperphysik und Materialwissenschaft ermöglicht. In den letzten 20 Jahren hat sich die Familie der 2D-Materialien rasant erweitert und umfasst mittlerweile Hunderte experimentell zugänglicher und fast 2.000 theoretisch vorhergesagter Materialien.

Die Herstellung von 2D-Metallen sei jedoch aufgrund der starken metallischen Bindungen zwischen den Atomen in alle Richtungen extrem schwierig gewesen, erklärte Zhang Guangyu, ein führender Wissenschaftler des Forschungsteams.

Durch die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens im atomaren Maßstab, der sogenannten Van-der-Waals-Quetschmethode, gelang es dem Team, verschiedene zweidimensionale Metalle, darunter Bismut, Zinn, Blei, Indium und Gallium, herzustellen.

„Die Dicke dieser zweidimensionalen Metalle beträgt nur ein Millionstel eines DIN-A4-Blatts und ein Zweihunderttausendstel des Durchmessers eines menschlichen Haares“, sagte Zhang.

2D-Metalle könnten die nächste Stufe der menschlichen Zivilisation vorantreiben und technologische Innovationen in zahlreichen Bereichen ermöglichen, wie beispielsweise bei ultradünnen, energieeffizienten Mikrotransistoren, Hochfrequenzbauelementen, transparenten Displays, hochempfindlicher Detektion und hocheffizienter Katalyse, fügte Zhang hinzu.

„Physics World“ ist das Flaggschiff-Magazin und die Online-Publikation des Institute of Physics, der Fachgesellschaft für Physik in Großbritannien und Irland.

Die jährliche Top-10-Liste der bahnbrechenden Entdeckungen von „Physics World“ gilt weithin als maßgebend. Um ausgewählt zu werden, muss eine Leistung von erheblicher wissenschaftlicher Bedeutung sein, die Grenzen des Wissens erweitern, Theorie und Experiment eng miteinander verknüpfen und weltweit breite Aufmerksamkeit in der Physikgemeinschaft finden.