单晶超薄膜是拥有宏观横向尺寸和纳米级甚至原子级厚度的二维单晶材料，由于其在厚度维度上的尺寸远远小于另外两个维度，造成了该类材料的电子能级和态密度与体相材料相比会发生显著变化，从而表现出独特的物理和化学性质。对单晶超薄膜物性的深入研究及其应用的开发探索依赖于发展可控的、高质量的各种类单晶超薄膜的制备方法。仿照石墨烯的剥离过程，最近发展的剥离技术被用于制备各种半导体类单晶超薄膜，如MoS2，GaN, MxM1-x(OH)2等。但这种方法适用于具有层状结构的体相材料，获得纳米级甚至原子级可控厚度的非层状结构单晶超薄膜仍是巨大的挑战。
最近，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员靳健课题组提出利用二维限域反应制备大面积金属单晶超薄膜的方法。该方法以一种液晶双分子膜为模板体系，使双分子膜与水形成双分子膜/水层/双分子膜的交替层状有序结构。由于水层的厚度在纳米尺寸，且可以通过改变其质量进行精确调控，从而可以将金属单晶的还原反应控制在水层中发生，制备出几纳米到几十纳米厚度可控的大面积单晶金的超薄膜。课题组与苏州纳米所研究员吴东岷、徐科以及厦门大学教授任斌合作进一步研究了单晶超薄金膜的表面等离子体效应，相关结果发表在J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12544上。
在上述工作基础上，为进一步获得更薄的单晶薄膜，课题组对该双亲性小分子进行分子设计，使其与水分子间形成强的氢键作用。由于水的流动性被极限制，得到双分子膜/水/双分子膜的水凝胶体系，该水凝胶体系保持了原有的层状有序结构。以此水凝胶体系为反应场，制备出厚度仅有3.6 nm，面积超过100 mm2的单晶超薄金膜。课题组与苏州纳米所研究员张珽、倪卫海以及苏州大学教授李有勇合作，对单片单晶金膜的光电性质进行理论计算和测试。相关结果发表在Nat. Commun. 2014, 5, 3313.上。
此项工作得到国家自然科学基金(50973080、21273270)和国家“973”重大科学研究计划(2013CB933002)的大力支持。
图1. 小分子双分子膜层状水凝胶结构示意图及性质表征
图2. 超薄单晶金膜的形貌及结构表征
图纳米多特异性抗体设计策略。（a）基于融合蛋白复合型“纳米适配子”构筑纳米多特异性抗体；（b）纳米多特异性抗体的抗肿瘤机制在国家自然科学基金项目（批准号：52130301、32430059、32071......
当前，开发可再生的生物基材料是替代传统塑料、推动可持续发展的关键路径之一。作为颇具潜力的生物基平台化合物之一，2,5-呋喃二甲酸基聚酯却受困于强度-韧性-阻隔性的“性能三角”权衡难题。中国科学院宁波材......
巴西奥斯瓦尔多克鲁兹基金会研究人员发现了纳米粒子有效抑制癌细胞发展的相关机理，即纳米粒子能有效抑制癌细胞增殖，也能阻止肿瘤向其他器官转移。相关论文发表在最新一期《癌症纳米技术》上。研究人员将患有乳腺癌......
6月28日，2025中关村论坛系列活动——第七届纳米能源与纳米系统国际会议（NENS2025），在北京开幕。大会由中国科学院北京纳米能源与系统研究所主办，聚焦“纳米能源与纳米系统前沿与应用”这一主题，......
由美国俄勒冈州立大学、俄勒冈健康与科学大学和芬兰赫尔辛基大学组成的国际团队，近日研发出一种创新性的纳米粒子载体，能够像精准导航的无人机，将基因药物直接投送至肺部病灶。这项同时发表于《自然·通讯》杂志和......
图(a-b)基于双配体策略的工程化MspA纳米孔检测稀土原理示意图;(c)16种稀土的单分子纳米孔信号;(d)16种稀土的纳米孔信号的散点图展示在国家自然科学基金项目（批准号：22225405、223......
近日，由国家最高科学技术奖获得者薛其坤院士领衔的南方科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合研究团队，发现常压下镍氧化物的高温超导电性相关研究成果在《自然》杂志发表，为解决高温超导机理的科学难......
你能想象吗？在那些看似普通的金属里，藏着一个由无数微小“积木”搭成的微观世界。这些“积木”就是晶粒。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心李秀艳团队在研究纯铂的晶粒时，首次发现了纳米尺度下Kel......
“空天海地的网络建设，信息世界感知力、通信力以及智算力的建设，迫切需要高端、新型的硅基芯片。然而‘自上而下’的光刻技术制造方式已经接近物理极限。”在日前举行的香山科学会议上，中国科学院院士许宁生说，全......
韩国浦项科技大学化学工程系教授SangminLee与美国华盛顿大学教授、2024年诺贝尔化学奖获得者DavidBaker合作，通过使用人工智能模拟病毒的复杂结构，开发了一种创新的治疗平台。相关研究成果......