众所周知,钙原子是一种碱土金属原子,具有两个价电子。迄今为止,自然条件下钙离子的唯一已知价态是+2,相对应的所有种类钙离子晶体都没有磁性且呈现绝缘性。在最近的研究中,华东理工大学理学院的方海平等基于理论分析结合冷冻透射电子显微镜同步辐射等技术,在还原氧化石墨烯(rGO)膜上直接观察到了自然环境下生成的二维CaCl晶体,其中钙离子的价态为+1。同时实验证明,这些二维CaCl晶体具有室温铁磁性、金属性、类压电性,可形成石墨烯–CaCl异质结,且具备显著的储氢和释氢能力。近日,该成果以“2D CaCl crystals with metallicity, room-temperature ferromagnetism, heterojunction, piezoelectricity-like property, and monovalent calcium ion”为题在国家科学评论(NationalScience Review)在线发表。理论研究表明,这种异常晶体的形成是由于石墨烯表面的芳香环与钙离子之间的强阳离子-π相互作用所致。由于其他金属离子(如Mg2+、Fe2+、Co2+、Cu2