盤點(diǎn)：2018材料領(lǐng)域發(fā)表的Nature論文！
2019-01-08 11:09:57
作者：本網(wǎng)整理 來源：材料科學(xué)網(wǎng)
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Nature作為殿堂級頂刊，發(fā)表在其上的論文往往具有廣泛的影響力和重要意義。下面我們一起來回顧2018年材料領(lǐng)域相關(guān)成果吧！點(diǎn)擊藍(lán)色標(biāo)題即可查看詳細(xì)介紹。
量子霍爾效應(yīng)是20世紀(jì)以來凝聚態(tài)物理領(lǐng)域最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，迄今已有四個諾貝爾獎與其直接相關(guān)。但一百多年來，科學(xué)家們對量子霍爾效應(yīng)的研究仍停留于二維體系，從未涉足三維領(lǐng)域。復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系修發(fā)賢課題組首先在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，在邁出了從二維到三維的關(guān)鍵一步。
科學(xué)家使用超顯微鏡，觀察到以原子分辨率顯示的鋰離子在電化學(xué)充放電過程中的表現(xiàn)，證明了在單個納米電池中雙層石墨烯發(fā)生的可逆鋰離子吸收。實驗結(jié)果讓研究人員感到吃驚，傳統(tǒng)的石墨基電池只有少數(shù)緊密堆積的鋰在兩層碳層之間，而在石墨烯納米電池里發(fā)現(xiàn)非常密集的鋰層。
團(tuán)隊制備的OLED最大EQE分別達(dá)到27%和17%，已接近100%IQE的理論極限值，是目前為止已報道的深紅光/近紅外光發(fā)光二極管（LED）中的最高值。該研究成果是OLED研究領(lǐng)域的重大突破，展現(xiàn)了發(fā)光自由基在有機(jī)光電領(lǐng)域的應(yīng)用前景，為OLED的研究開辟了新的方向。
曹原所在團(tuán)隊在魔角扭曲的雙層石墨烯中發(fā)現(xiàn)新的電子態(tài)，可以簡單實現(xiàn)絕緣體到超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變，打開了非常規(guī)超導(dǎo)體研究的大門。Nature雜志在2018年3月5日以背靠背的長文形式，在網(wǎng)站刊登了這項還沒來得及排版的重大研究成果，并配以評述。
此次論文的刊發(fā)標(biāo)志著魏展畫教授團(tuán)隊在鈣鈦礦電致發(fā)光領(lǐng)域取得了重大研究進(jìn)展。論文中，他們提出了一種全新的薄膜制備策略并優(yōu)化了LED器件結(jié)構(gòu)，制備出了高亮度、高量子轉(zhuǎn)換效率和較好穩(wěn)定性的鈣鈦礦LED器件。其中，該鈣鈦礦LED器件的外量子效率高達(dá)20.3%，刷新了世界紀(jì)錄。
呂昭平教授團(tuán)隊打破人們對傳統(tǒng)間隙固溶強(qiáng)化的認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)間隙原子的添加不僅能提高合金的強(qiáng)度，也能大幅度提高合金的塑性，并提出了一種設(shè)計高強(qiáng)度高塑性金屬材料的新的合金設(shè)計思路。為科研工作者重新認(rèn)識間隙強(qiáng)化和有序強(qiáng)化并設(shè)計出高強(qiáng)度高韌性金屬材料提供了新思路。
本工作闡釋了非鉛雙鈣鈦礦Cs2AgInCl6中自限域激子的發(fā)光特性，創(chuàng)新性的通過Na+合金化和Bi3+痕量摻雜實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的單基質(zhì)白光發(fā)光，不僅為非鉛鈣鈦礦發(fā)光材料的研究指明了一條道路，其制備的單基質(zhì)白光熒光粉具有簡單易制備、穩(wěn)定且高效的優(yōu)勢，有希望在綠色照明方面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
該工作首次成功地實驗揭示了在天然材料的平面內(nèi)各項異性傳播的極化激元，并且建立了兩種各向異性極化激元的理論模型。這種各向異性極化激元為不斷增長的范德華爾斯層狀材料極化激元大家庭增加了獨(dú)特的一員。為在納米尺度定向控制光傳輸和光-物質(zhì)相互作用提供了一個嶄新的途徑。
采用了金屬性的層狀材料作為研究對象，最終得到了一種新型的二維磁性材料Fe3GeTe2。張遠(yuǎn)波團(tuán)隊實驗發(fā)現(xiàn)，單層的Fe3GeTe2在低溫下仍具有鐵磁長程序以及面外磁各向異性。更為重要的是，用鋰離子插層Fe3GeTe2薄層，使得樣品的鐵磁轉(zhuǎn)變溫度提高到室溫以上，為未來該材料制作電子器件提供了可能。
由西北工業(yè)大學(xué)與南京工業(yè)大學(xué)組成的團(tuán)隊在鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）領(lǐng)域再次取得重大突破。他們在世界上首次通過自發(fā)形成的具有亞微米尺度的離散型鈣鈦礦，使LED的光提取效率得到大幅度提升，在低成本、高亮度、大面積LED領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的應(yīng)用潛力。
該研究團(tuán)隊發(fā)明了一種簡單有效的方法可以把原生木材直接處理成為一種超強(qiáng)超韌的高性能結(jié)構(gòu)材料。通過簡單的兩步處理方式獲得的超級木頭的各項機(jī)械性能，包括拉壓彎強(qiáng)度、韌性、剛度、硬度、抗沖擊性能等， 都超出原生木材10倍以上， 展示出超級木頭作為未來結(jié)構(gòu)材料之星的巨大潛力。
萬有引力常數(shù)G的測量精度是目前所有基本常數(shù)中最差的，因為精度問題很多與之相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)難題至今無法解決。此次羅俊院士團(tuán)隊采用兩種不同方法測G，精度均達(dá)到國際最好水平，吻合程度接近10-5的水平，這將為提升我國在基礎(chǔ)物理學(xué)領(lǐng)域的話語權(quán)、為物理學(xué)界確定高精度的引力常數(shù)G的推薦值做出實質(zhì)性貢獻(xiàn)。
西北工業(yè)大學(xué)黃維院士與新加坡國立大學(xué)劉小鋼教授以及福州大學(xué)楊黃浩教授帶領(lǐng)下的國際合作團(tuán)隊，在X射線閃爍體研究領(lǐng)域取得了突破性的重大進(jìn)展，使之成為可能。不僅實現(xiàn)了基于該型閃爍體的彩色輻射發(fā)光顯示，還集成了一種柔性和超高靈敏度的X射線探測器，探索了X射線探測器的結(jié)果可視化以及在電子電路領(lǐng)域的應(yīng)用。
首次建立了離子水合物的微觀結(jié)構(gòu)和輸運(yùn)性質(zhì)之間的直接關(guān)聯(lián)，刷新了人們對于受限體系中離子輸運(yùn)的傳統(tǒng)認(rèn)識。此外，該工作發(fā)展的實驗技術(shù)也首次將水合相互作用的研究精度推向了原子層次，未來有望應(yīng)用到更多更廣泛的水合物體系，開辟全新的研究領(lǐng)域。
本成功研發(fā)出“鋰空氣”電池，該技術(shù)產(chǎn)品最終可能成為鋰離子電池的最佳替代者，有可能幫助突破電動汽車?yán)锍唐款i。能量儲存容量約為鋰離子電池的3倍，而在進(jìn)一步研究的情況下，可以實現(xiàn)5倍儲能。這將是超越鋰離子電池的重要一步。這對清潔能源未來的發(fā)展也將有著重要意義。
Nature：世界杰出女科學(xué)家鮑哲南柔性電子器件再現(xiàn)突破
美國斯坦福大學(xué)華人教授鮑哲南科研團(tuán)隊在柔性電子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了制造工藝的新突破，首次成功開發(fā)出更易量產(chǎn)的高密度、高靈敏度可拉伸晶體管陣列，這一成果在電子皮膚等研究中具有突破性意義。
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