由中国科学院大学周武教授领衔，携手国家纳米科学中心裘晓辉研究员、北京航空航天大学郭林与刘利民教授，以及清华大学谷林教授等组成的精英团队，成功解锁了一种革命性的液相合成策略，不仅克服了传统方法的局限，更实现了氮掺杂单原子层非晶碳材料的精准制备。这一里程碑式的成果，已荣耀登载于国际顶级期刊《自然》。

二维非晶碳，作为碳材料家族的新贵，以其独特的无序五、六、七元环拼接结构，挑战了石墨烯周期性蜂窝结构的传统认知。研究团队深知，非晶结构所蕴含的调控潜力，能够为碳材料的导电性、机械强度等物理性能带来前所未有的变革。然而，在追求异质原子稳定掺杂的征途上，高温化学气相沉积法显得力不从心。于是，他们将目光投向了更为温和的液相聚合方法，开启了探索之旅。

液相聚合的魅力在于其温和的反应条件与丰富的前驱体选择，但如何在二维尺度上驾驭复杂多变的反应中间体，成为了摆在研究团队面前的巨大挑战。团队巧妙构思，利用纳米尺度二维限域模板，将自由基中间体的聚合过程巧妙地限制在二维平面内，从而精准构建了五、六、七元环共存的二维无序网络。这一创新之举，不仅克服了液相聚合难以形成二维拓扑结构的难题，更为非晶碳材料的制备开辟了新的天地。

通过先进的低电压扫描透射电子显微镜技术，研究团队如同拥有了一双透视眼，精准地揭示了碳原子与氮原子在二维非晶碳网络中的分布规律，确认了高达9%的氮掺杂浓度。进一步的第一性原理计算，则如同揭开了材料形成的神秘面纱，揭示了受限空间内化学反应模式的独特变化。而光学和电学性质的测试结果表明，这种新材料展现出了p型半导体的独特魅力，为研究原子掺杂对二维非晶碳材料电子局域化现象的影响提供了宝贵的实验平台。