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盘点《自然》、《科学》等刊登的国内高校材料技术成果 清华、北大、浙大展示 “真材实料”

来源:新材料在线|

发表时间:2018-06-14

点击:1246

新材料作为战略性新兴产业发展的基石,在新一轮科技革命和产业变革的背景下,产业格局正发生重大调整。我国政府对新材料产业发展给予了高度重视和全方位指导,通过纲领性文件、指导性文件、规划发展目标与任务等构筑起了政策金字塔。


其中,工信部、发改委、科技部、财政部联合发布的《新材料产业发展指南》中提到,推进材料先行、产用结合,以满足传统产业转型升级、战略性新兴产业发展和重大技术装备急需为主攻方向,着力构建以企业为主体、以高校和科研机构为支撑、军民深度融合、产学研用协同促进的新材料产业体系。


实现“材料先行”,技术研发不容忽视,高校是新材料技术成果诞生的摇篮,《自然》和《科学》又是世界顶级学术期刊。因此新材料在线®本次总结了近三个月(3月-5月)国内高校发布在《自然》、《科学》及各子刊上的材料技术成果,展示国内高校的最强“材”力。


以下以技术发布时间为倒序,排名不分先后。


1、《科学》刊登北航热电材料研究最新进展


图片来源:北京航空航天大学


材料:热电材料


高校:北京航空航天大学


5月18日,《Science》杂志在线发表了北京航空航天大学材料科学与工程学院赵立东教授课题组在热电材料研究上取得的新进展,研究人员利用硒化锡(SnSe)的层间最低热传导特性(二维声子传输),通过电子掺杂促进离域电子杂化,实现了电子在n型SnSe层间的隧穿(三维电荷传输)。这种“二维声子/三维电荷”传输特性大幅提高了n型SnSe晶体材料的热电性能,此研究将为探索新型高效热电材料提供新思路—具有二维层状结构的热电材料。


2、《自然·纳米技术》报道清华超强碳纳米管纤维研究突破


图片来源:清华大学


材料:超强碳纳米管纤维


高校:清华大学


5月16日消息,《Nature Nanotechnology》在线发表了清华大学化工系魏飞教授团队与航天航空学院李喜德教授团队合作,在超强碳纳米管纤维领域取得的重大突破。研究人员在世界上首次报道了拉伸强度达到80GPa以上、接近单根碳纳米管理论强度的超长碳纳米管管束,其拉伸强度超越了目前发现的所有其它纤维材料。这项工作揭示了超长碳纳米管用于制造超强纤维的光明前景,同时为发展新型超强纤维指明了方向和方法。


3、《科学进展》:东华大学超弹性陶瓷纳米气凝胶研究取得进展


CNFAs的隔热性能;图片来源:材料牛


材料:陶瓷气凝胶


高校:东华大学


5月12日消息,东华大学俞建勇院士及丁彬教授(通讯作者)带领的纳米纤维研究团队在《Science Advances》上发布了一篇关于陶瓷气凝胶的文章,研究人员通过将SiO2纳米纤维与铝硼硅酸盐基质结合来制备超弹性层状结构陶瓷纳米纤维气凝胶(CNFAs)。这种材料密度低,可从80%的应变迅速恢复,在1100℃的高温下泊松比为零,具有不随温度而变的超弹性。此外,整体陶瓷特性还为CNFAs提供了强大的耐火性和隔热性能,类新型材料可为轻质,弹性和结构适应性陶瓷的发展提供新方向。预计这些卓越的CNFAs材料将在绝热,催化剂载体,吸附剂,柔性电气设备和电磁,能量,声学或振动阻尼等多个领域发挥重要作用。


4、《科学》:浙大成功研发具有图灵结构的新型分离膜


图片来源:浙江大学


材料:新型分离膜


高校:浙江大学


5月4日消息,《Science》报道了浙江大学化学工程与生物工程学院张林教授团队把图灵结构与膜研究结合起来,第一次在薄膜上制造出了纳米尺度的图灵结构,这是首次面向应用领域构建图灵结构的研究成果。据称,图灵结构会减少水透过的阻力,使得膜的分离性能比传统制备方法制备的膜提高了3至4倍,可降低膜过程的产水成本,提高了分离效率。


5、《自然·材料学》:西安交大等在高性能压电陶瓷设计合成研究中取得重大突破


图片来源:西安交通大学


材料:高性能压电陶瓷


高校:西安交通大学等


3月27日消息,《Nature Materials》期刊发表了西安交大电信学院电子科学与技术系教师李飞副教授及其合作者的一篇研究论文,报道了他们在高性能压电陶瓷的设计合成方面取得的重大突破。研究团队成功合成出了稀土元素Sm掺杂的Pb(Mg,Nb)O3-PbiTiO3(Sm-PMN-PT)压电陶瓷,获得高达1500 pC/N的压电系数,介电常数超过13000,居里温度为89℃。通过低温介电性能、同步辐射X-射线衍射和高分辨球差电镜实验,研究团队进一步验证了Sm掺杂PMN-PT陶瓷高压电效应与局域结构的关系。该研究工作为高性能压电材料设计提供了一种新的思路和范例,可能用于诸多功能材料的设计合成中。


6、《自然·通讯》:复旦报道一种基于超分子水凝胶的仿生智能皮肤


图片来源:复旦大学


材料:超分子水凝胶


高校:复旦大学


3月20日消息,《Nature Communications》刊登复旦大学高分子科学系武培怡课题组直博生雷周玥报道的一种基于超分子水凝胶的仿生智能皮肤,利用三种分子间非共价相互作用 (氢键、亲疏水作用、离子相互作用),实现多重动态交联网络,仅需简单的无规共聚反应,所形成的透明超分子水凝胶集合了一系列类似皮肤甚至超越皮肤的力学性质,具有压缩回弹性,可大幅拉伸,遭遇创伤快速自修复,并且在室温下的任意塑形。这一研究展示了超分子水凝胶在仿生皮肤力学性能和传感功能的独特优势,为开发新型仿生智能皮肤提供了新途径。


7、《自然·通讯》:新型冷/暖色调可转换的温致变色智能窗材料开发成功


图片来源:南京大学


材料:新型温致变色智能窗材料


高校:南京大学、南京航空航天大学


3月15日,《Nature Communications》发表南京大学介观化学教育部重点实验室超分子化学与智能材料团队胡晓玉/王乐勇课题小组与校友南京航空航天大学材料科学与技术学院沈应中教授合作,基于水溶液中柱芳烃与二茂铁的主-客体作用,设计开发出新型的冷/暖色调可转换的温致变色智能窗材料,进一步发展功能正交组装策略。这种冷/暖色调可转换的温致变色智能窗材料成功地为不同性质的正交一体化策略提供了应用实例,同时该策略也为新型功能化材料的开发提供了新思路。


8、《科学进展》:武汉理工发现一系列具有超强玻璃形成能力的MOF材料


图片来源:武汉理工大学


材料:具有超强玻璃形成能力的MOF材料


高校:武汉理工大学


3月14日消息,《Science Advances》刊登了武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室千人计划岳远征教授领导的“极端玻璃态”团队取得的最新进展,研究人员发现了一系列具有超强玻璃形成能力的MOF(金属有机配合物)材料,并解析了其超强玻璃形成能力的起源。该工作为理解“玻璃形成和玻璃本质”这一基础科学问题提供了全新的见解。


9、《自然·通讯》发表北大大尺寸均匀单层MoS2可控制备方面的研究成果

图片来源:北京大学


材料:大尺寸均匀单层MoS2材料


高校:北京大学


3月7日,《Nature Communications》在线发表了北京大学工学院材料系张艳锋课题组在大尺寸均匀单层MoS2材料的可控制备和生长机理研究方面的最新成果,研究人员在大尺寸均匀MoS2的批量制备以及“绿色”转移方面取得了重要进展。相关工作提出了利用廉价的普通玻璃基底来制备大面积、晶圆尺寸均匀、大畴区单层MoS2的新方法/新途径,并深入分析了其生长机制,为相关二维材料的批量制备和高效转移提供了重要的实验依据,对于推动该类材料的实际应用具有非常重要的意义。


10、《自然•通讯》:浙大首次成功制备高弹性无机材料


图片来源:浙江大学


材料:全碳气凝胶弹性体


高校:浙江大学


3月12日消息,《Nature Communications》报道了浙江大学高分子科学与工程学系高超教授团队首次制备出具有高弹性的无机材料,他们设计制备出高度可拉伸的全碳气凝胶弹性体,该材料具有优异的抗疲劳性能,在拉伸200%的状态下,可稳定循环至少100圈;在100Hz, 1%应变的状态下,可稳定循环至少百万次。这项工作首次制备得到高度可拉伸的无机全碳气凝胶弹性体,将弹性体的概念拓宽到了无机领域,并改善了弹性体的高低温耐老化性能,拓宽了使用温度范围,为其在柔性器件、智能机器人及航空航天领域的应用奠定了理论基础。同时,这种多级协同组装的方法也为其他无机弹性体的制备提供了一条全新的设计思路。


以上为不完全统计,如有遗漏欢迎留言互动。


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高校课题组

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