CNS作為殿堂級(jí)頂刊，發(fā)表在其上的論文往往具有廣泛的影響力和重要意義。之前我們盤(pán)點(diǎn)了2018材料領(lǐng)域發(fā)表的Nature論文（點(diǎn)擊查看）。下面我們一起來(lái)回顧我國(guó)2018年材料領(lǐng)域發(fā)表在Science的成果吧！這一年北科大、太原理工、華南理工等都實(shí)現(xiàn)了Science的零突破！點(diǎn)擊藍(lán)色標(biāo)題即可查看詳細(xì)介紹。

• 《Science》重大突破：我國(guó)首次觀測(cè)到“幾何相位”效應(yīng)！

該項(xiàng)研究揭示了“幾何相位”在化學(xué)反應(yīng)中獨(dú)特的作用以及“幾何相位”效應(yīng)的物理本質(zhì)，對(duì)于研究廣泛存在錐型交叉的量子體系具有重要意義。同時(shí)，通過(guò)這項(xiàng)研究，科學(xué)家們還在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)和證實(shí)了這一重要反應(yīng)體系在高能反應(yīng)時(shí)一個(gè)全新的反應(yīng)機(jī)理，這對(duì)于從根本上理解這一重要體系的高能反應(yīng)動(dòng)力學(xué)具有重要意義。

• 劉錦川院士《Science》：超高強(qiáng)度+高塑性合金！

劉錦川團(tuán)隊(duì)以塑性無(wú)序多組分基體FCC型Fe-Co-Ni和塑性有序的多組分Ti-Al金屬間化合物納米顆粒進(jìn)行復(fù)合，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度與塑性的平衡。基于這一原理，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一系列超合金，其中 (FeCoNi)86-Al7Ti7 (Al7Ti7) 合金室溫拉伸斷裂強(qiáng)度超過(guò)1500MPa，延伸率仍高達(dá)50%。這項(xiàng)研究為高強(qiáng)度和高塑性的高熵合金的設(shè)計(jì)和發(fā)展，提供了新策略和新思路。

• 北科大首篇第一單位《Science》，一作系本校博士，30歲特聘研究員！

研發(fā)了一種方便實(shí)用的、利用“相間應(yīng)變”的方法獲得了超四方結(jié)構(gòu)材料，并實(shí)現(xiàn)巨大極化。利用這種方法，界面內(nèi)外的晶格常數(shù)之比達(dá)到1.238。合成得到的超薄膜材料，具有超四方結(jié)構(gòu)和超強(qiáng)剩余極化強(qiáng)度236.3 μC/cm2，接近已有鐵電材料的兩倍。

• Science深度報(bào)道：超低輻射X射線鬼成像！

現(xiàn)有的成像方式如透視成像和相襯成像等，其本質(zhì)都是通過(guò)累計(jì)光子信號(hào)以達(dá)到一定的圖像襯度，因此高劑量導(dǎo)致的輻射傷害始終不可避免，在人體影像學(xué)上甚至有誘發(fā)癌變的風(fēng)險(xiǎn)。而“鬼”成像由于其獨(dú)特的成像特性，很早就實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光波段的弱光成像，帶來(lái)了實(shí)現(xiàn)超低輻射的X射線成像的可能。

• 《Science》北大實(shí)現(xiàn)超低功耗的高性能晶體管

提出一種新型超低功耗的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并采用具有特定摻雜的石墨烯作為一個(gè)“冷”電子源，用半導(dǎo)體碳納米管作為有源溝道，以高效率的頂柵結(jié)構(gòu)構(gòu)建出狄拉克源場(chǎng)效應(yīng)晶體管，在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)室溫下40 mV/DEC左右的亞閾值擺幅。

• 《Science》重大突破：上海科技大學(xué)年輕團(tuán)隊(duì)成果

左智偉團(tuán)隊(duì)取得突破性進(jìn)展：他們成功發(fā)展了一種廉價(jià)、高效的鈰基催化劑和醇催化劑的協(xié)同催化體系。這一基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的突破，解決了利用光能在室溫下把甲烷一步轉(zhuǎn)化為液態(tài)產(chǎn)品的科學(xué)難題，為甲烷轉(zhuǎn)化成高附加值的化工產(chǎn)品提供了嶄新和更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的解決方案。

• 《Science》金屬所盧磊等重要突破：梯度納米材料

發(fā)現(xiàn)增加結(jié)構(gòu)梯度可實(shí)現(xiàn)梯度納米孿晶結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度—加工硬化的協(xié)同提高，甚至可超過(guò)梯度微觀結(jié)構(gòu)中最強(qiáng)的部分。梯度納米孿晶強(qiáng)化的概念結(jié)合了多尺度結(jié)構(gòu)梯度，進(jìn)一步提高了材料的強(qiáng)度極限，并為發(fā)展新一代高強(qiáng)度/延性金屬材料提供了新思路。

• 太原理工大學(xué)第一篇《Science》誕生！

研究者們利用氧分子先與Fe-MOF材料中的不飽和空位結(jié)合，有效阻擋不飽和金屬空位與乙烯間的π鍵相互作用，顯著降低乙烯吸附量。同時(shí)，新構(gòu)建的Fe-O2基團(tuán)能夠與乙烷顯示出更強(qiáng)的吸附親和力，實(shí)現(xiàn)吸附乙烷強(qiáng)于乙烯，從而達(dá)到選擇性脫除乙烯中雜質(zhì)乙烷的目的。

• 華中科大Science：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化的挑戰(zhàn)

韓宏偉團(tuán)隊(duì)詳細(xì)闡述了過(guò)去幾年里，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池發(fā)展出的多種器件結(jié)構(gòu)和材料體系。對(duì)目前鈣鈦礦太陽(yáng)能電池所獲得的最新進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)，并從鈣鈦礦太陽(yáng)能電池壽命評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、性能衰減機(jī)理、器件尺寸放大、環(huán)境影響等方面對(duì)其未來(lái)的發(fā)展及商業(yè)化進(jìn)行了展望。

• 《Science》重磅：復(fù)旦大學(xué)化學(xué)鍵研究領(lǐng)域獲重要進(jìn)展！

復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授周鳴飛課題組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)主族的堿土金屬元素鈣、鍶和鋇可以形成穩(wěn)定的八羰基化合物分子，滿足18電子規(guī)則，表現(xiàn)出了典型的過(guò)渡金屬成鍵特性。該發(fā)現(xiàn)表明堿土金屬元素或具有與一般認(rèn)知相比更為豐富的化學(xué)性質(zhì)，而主族元素與過(guò)渡金屬元素之間的界限，亦較元素周期表的簡(jiǎn)晰劃分更為曖昧。

• 《Science》浙大成功研發(fā)具有圖靈結(jié)構(gòu)的新型分離膜！

張林教授團(tuán)隊(duì)把圖靈結(jié)構(gòu)與膜研究結(jié)合起來(lái)，第一次在薄膜上制造出了納米尺度的圖靈結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)首次面向應(yīng)用領(lǐng)域構(gòu)建圖靈結(jié)構(gòu)的研究成果，于北京時(shí)間5月4日發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《科學(xué)》上。

• 《Science 》南開(kāi)大學(xué)突破性進(jìn)展，刷新一項(xiàng)世界紀(jì)錄！

南開(kāi)大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳永勝教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)在有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域研究中獲突破性進(jìn)展。他們?cè)O(shè)計(jì)和制備的具有高效、寬光譜吸收特性的疊層有機(jī)太陽(yáng)能電池材料和器件，實(shí)現(xiàn)了17.3%的光電轉(zhuǎn)化效率，刷新了目前文獻(xiàn)報(bào)道的有機(jī)/高分子太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率的世界最高紀(jì)錄。這一最新成果讓有機(jī)太陽(yáng)能電池距離產(chǎn)業(yè)化更近一步。

• 《Science》東南大學(xué)世界首例無(wú)金屬鈣鈦礦型鐵電體！

東南大學(xué)的分子鐵電團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)刻苦攻關(guān)，利用帶電分子集團(tuán)取代無(wú)機(jī)離子，成功地制備出了一大類(lèi)共計(jì)23種全有機(jī)新型鈣鈦礦材料。其中，共有17種材料顯示出了良好的鐵電性。在歷史上，像這樣左手性、右手性和無(wú)手性的化合物同時(shí)具有鐵電性的例子從未有過(guò)報(bào)道。

• 《Science》突破性成果：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池破記錄！

北京大學(xué)物理學(xué)院“極端光學(xué)創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)”的朱瑞研究員、龔旗煌院士與合作者展開(kāi)研究，首次采用“胍鹽輔助二次生長(zhǎng)”技術(shù)調(diào)控鈣鈦礦半導(dǎo)體特性，在提升反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能方面取得了突破性成果，創(chuàng)下了該類(lèi)太陽(yáng)能電池器件效率的最高記錄——實(shí)驗(yàn)室最高效率達(dá)到21.51％。

• 《Science》北航趙立東教授課題組：熱電材料新進(jìn)展！

趙立東課題組研究發(fā)現(xiàn)具有層狀結(jié)構(gòu)的SnSe的二維界面對(duì)聲子具有強(qiáng)烈的散射作用，使得SnSe沿著層間方向具有很低的熱導(dǎo)率，在773K溫度下可達(dá)最小理論值~0.18 W/mK。在聚焦SnSe層間低熱導(dǎo)率的基礎(chǔ)上，如能在此方向上實(shí)現(xiàn)高的電傳輸性能，則可實(shí)現(xiàn)高的熱電性能。

• 盧柯今天又發(fā)《Science》：納米金屬穩(wěn)定性研究重要進(jìn)展！

研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于塑性變形制備的納米晶，其顯著不穩(wěn)定只在一定的晶粒尺寸范圍內(nèi)發(fā)生，之后隨著晶粒尺寸的降低，其穩(wěn)定性不降反升。對(duì)于純銅而言，尺寸為70 nm的晶粒在413 K退火30分鐘即發(fā)生顯著長(zhǎng)大，遠(yuǎn)低于粗晶銅的再結(jié)晶溫度。

• Science：超級(jí)單晶納米金剛石，強(qiáng)度89-98GPa，彈性形變9%！

香港城市大學(xué)Yang Lu、Wenjun Zhang與美國(guó)麻省理工學(xué)院的Ming Dao、新加坡南洋理工大學(xué)的Subra Suresh團(tuán)隊(duì)合作，報(bào)道了一種具有超大彈性變形能力的單晶納米金剛石，強(qiáng)度達(dá)到接近其理論極限的89-98 GPa，彈性形變達(dá)到9%！

• Science：室溫下熱電子顯微成像研究獲進(jìn)展！

復(fù)旦大學(xué)安正華研究員課題組與中科院上海技術(shù)物理所陸衛(wèi)研究員團(tuán)隊(duì)等合作，采用了一種自主研發(fā)的、可以檢測(cè)熱電子散粒噪聲的紅外近場(chǎng)顯微鏡技術(shù)，直接探測(cè)GaAs/AlGaAs單晶材料納米輸運(yùn)溝道中非平衡態(tài)電子電流漲落引起的散粒噪聲，由此直接揭示熱電子輸運(yùn)過(guò)程中的能量耗散空間分布信息。

• 華南理工首篇Science：世界首個(gè)有序大孔-微孔MOF單晶材料誕生！

沈葵副研究員、李映偉教授及其團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，首次提出了一種以聚苯乙烯小球（PS）三維結(jié)構(gòu)為模板的合成策略，以甲醇-氨水為雙溶劑，通過(guò)“硬模板劑的制備-在大孔內(nèi)填充MOF前驅(qū)體-MOF的可控晶化-去除模板劑”的制備路線，研制出世界第一個(gè)有序大/微孔MOF單晶材料。

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責(zé)任編輯：王元

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