超原子——这些由同质或异质原子精密构筑的人造团簇，正以电荷、尺寸与组分的可编程性颠覆传统材料的性能边界。在过去十年中，二维超原子组装研究崭露头角，其分子轨道在团簇内外的多重耦合催生出独特的分层电子构型，所展现的量子限制效应与集体激发行为，使光、电、磁性质突破传统二维材料的理论极限。

而在碳基材料的微观世界中，低维结构的构筑长期困囿于单一原子单元的重复堆砌。这一范式被二维聚合富勒烯的出现打破：由共价键连的富勒烯超原子团簇构筑的层级网络，不仅创造出全碳半导体家族的全新分支，更赋予材料电子态的“元胞-超晶格”双级调控维度。遗憾的是，由于缺乏一种高效、可扩展的二维聚合C60的有效方法，致使这一材料的多功能应用潜力仍未被充分发掘。

图1. 研究背景介绍

日前，上海交通大学杨胜团队开发了一种基于层状富勒烯超晶格的氢辅助电化学剥离策略，以实现二维聚合C60的快速、批量合成。剥离得到的二维聚合C60具有完整的晶体结构，平均横向尺寸高达52.5µm2，单层率大于30%，平均厚度为2.1nm。作为概念验证，基于此的薄膜光电探测器显示出405至1200nm的宽谱光响应。二维聚合C60的高机械强度和灵活性使其成为制造轻质柔性电子设备的理想选择。我们相信，这种可扩展剥离策略将大大加速二维聚合C60在多功能复合材料和器件领域的应用。该研究以题为“Electrochemical Synthesis of 2D Polymeric Fullerene for Broadband Photodetection”的论文发表在最新一期《Advanced Materials》上。

图2. Mg4C60晶体的电化学剥离及机理图

图3. 二维聚合C60的晶体结构和质量表征

上海交通大学杨胜副教授为论文独立通讯作者。上海交通大学博士研究生张宇轩、中国科学院微电子研究所博士研究生谢一凡为论文共同第一作者。本研究得到国家自然科学基金、上海市科学技术委员会，上海市浦江计划资助项目，中央高校基本科研业务费和北京市自然科学基金资助项目支持。

杨胜，上海交通大学变革性分子前沿科学中心课题组长，长聘教轨副教授，博士生导师。代表性论文包括Nature Mater.，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，CCS Chem.等，部分研究成果被国际著名杂志以及新闻媒体做为研究亮点报道。课题组目前研究方向为人工团簇二维组装的精确合成以及新型二维材料器件的物理学（光、电、磁）调控。欢迎富有学术理想的博士后、研究生和本科生加入，欢迎联系杨胜老师：sheng.yang@sjtu.edu.cn

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202416741