二维（2D）材料在人工智能芯片、图像传感和柔性电子等前沿领域展现出革命性潜力。在人工智能芯片方面，MoS₂等半导体型2D材料凭借原子级厚度和高载流子迁移率，可实现超低功耗的神经形态计算器件，其天然的双极性特性特别适合模拟突触行为，为存算一体架构提供新方案。石墨烯的高导电性和热稳定性则能优化芯片互连，提升AI加速器的能效比。
在图像传感领域，2D材料的宽光谱响应特性（如黑磷覆盖中红外到可见光波段）为高灵敏度、超薄图像传感器设计开辟新路径。通过堆叠不同带隙的2D材料（如MoS₂/WSe₂异质结），可构建多光谱探测像素，大幅提升机器视觉的环境感知能力。
对于柔性电子，2D材料的机械柔韧性和透明性（如石墨烯透光率＞97%）使其成为可穿戴设备和电子皮肤的优选材料。例如，基于WS₂的柔性晶体管可承受数千次弯曲，而石墨烯应变传感器能实时监测人体运动。未来，2D材料与柔性衬底（如聚酰亚胺）的集成，将推动可折叠显示和生物医学传感的快速发展。
这些方向的核心挑战在于实现晶圆级2D材料均匀生长及与现有工艺的兼容，但一旦突破，将重塑下一代智能硬件的技术格局。
二维（2D）材料凭借其原子级厚度和独特的物理化学性质，正在多个领域引发技术革新。
在半导体行业，MoS₂等过渡金属硫化物有望突破1纳米工艺节点，成为下一代晶体管的沟道材料；在能源领域，石墨烯超级电容器可实现秒级充电；在生物医疗领域，柔性2D材料传感器可实时监测生理信号；在光电领域，黑磷宽谱响应特性助力开发超薄红外成像芯片；而在航空航天领域，2D材料复合涂层能显著提升材料的耐腐蚀和抗辐射性能。
这些突破性应用彰显了2D材料作为革命性平台材料的巨大潜力。
