先進制造

一種自驅動、透明、柔性的人機交互軌跡追蹤智能微系統

電子科技大學電子學院張曉升教授課題組提出一種電極小型化策略，實現其高透光性和高電能輸出的集成一體化，進而實現高靈敏透明軌跡追蹤自驅動智能微系統。相關成果發表于Nano energy。納米發電機（TENG）已被證明是一種可靠的微納能源，而且由于其自身具有“供電+功能”集成化的獨特特性，可以作為自驅動傳感器和自驅動執行器來構建智能人機交互微系統。研究顯示，在縮小2/3電極面積的情況下，新型微納能源采集器件的電學輸出仍能保持高度穩定。這種電極小型化策略使器件具有更高的光透率和更低的信號干擾，使其在自驅動智能微系統領域，特別是在需要優異光學性能的領域顯示出潛力。

自驅動智能軌跡追蹤微系統器件原理圖、實物圖及系統架構圖(圖片來源于電子科技大學新聞中心網站)

纖維素合成甲基環戊二烯新方法

中國科學院大連化學物理研究所催化與新材料研究室李寧研究員、張濤院士團隊實現纖維素基3-甲基-2-環戊烯酮（MCP）直接加氫脫氧合成甲基環戊二烯（MCPD）。相關成果發表于Nature Communications。MCPD是火箭燃料RJ-4的生產原料，同時還被應用于生產各種產品，例如醫藥產品、汽油抗爆劑、環氧樹脂固化劑及染料添加劑等。目前，MCPD主要從石油裂解焦油的副產物中制取，收率低價格高，極大地限制了它的應用。實驗結果表明，MCP在氣相加氫脫氧過程中，部分還原的鋅-鉬氧化物催化劑在碳-碳雙鍵存在下優先與碳-氧雙鍵發生相互作用，并高選擇性地形成二烯產物MCPD（碳收率為70%）。

世界最“亮”白光有機電致發光二極管

西安交通大學吳朝新教授組與合作團隊研發出世界最“亮”的白光有機電致發光二極管。相關成果發表于Nano Energy。相比白光LEDs，白光有機電致發光二極管（WOLEDs）的功率效率仍然偏低，一定程度上限制了WOLEDs的固態照明應用。首先開發出一種基于超厚有機多異質結空穴傳輸層的反型底發射WOLEDs器件結構，同時實現了高效的空穴注入和等離子體模式能量損失的抑制。在空穴傳輸層厚度為240nm的超厚反型器件中，實現了228.4lm/W的峰值正向功率效率，相比空穴傳輸層厚度為60nm的器件，功率效率提高了57%。同時，在1000cd/m的亮度下，實現了166.3lm/W的峰值正向功率效率。

高效穩定鈣鈦礦太陽能電池模塊研究

上海交通大學材料科學與工程學院金屬基復合材料國家重點實驗室教授韓禮元、副教授陳漢團隊在高效穩定大面積模塊研究方面取得進展。相關成果發表于Advanced Energy Materials。研究者通過新方法保證了空穴傳輸層穩定的p型半導體性質與空穴提取及傳輸能力。進一步制備了可規?；臒o摻雜異質結，該結構由富碘表面的無甲銨鈣鈦礦吸光層、橋連的超薄BJ-GO納米片中間層以及無摻雜的空穴傳輸層組成。最終，采用這種無摻雜異質結的大面積鈣鈦礦電池模組（35.80cm2）獲得15.3%的第三方認證光電轉換效率。封裝的鈣鈦礦模塊的效率和功率均通過了實驗室有關濕熱試驗。

鈣鈦礦光伏器件“埋底界面”研究進展

北京大學物理學院“極端光學創新研究團隊”朱瑞研究員、龔旗煌院士與英國薩里大學張偉教授合作，闡明了“埋底界面”中“微結構-化學分布-光電功能”的科學關系，指出“埋底界面”非輻射復合能量損失的主要來源，建立了鈣鈦礦光伏器件“埋底界面”的可視化研究平臺。相關成果發表于Advanced Materials。論文對鈣鈦礦多晶薄膜“埋底界面”的微區形貌、化學組分、電子結構及光物理性質進行了充分分析，創新發展了多晶薄膜無損剝離技術、原位共聚焦熒光成像技術等，為今后研究多晶薄膜的底面特性提供了通用平臺；研究也發現了薄膜底部的異質性，揭示了薄膜底部大量非輻射復合區域的主要來源。

鈣鈦礦多晶薄膜頂面與底面的形貌、組分與電勢分布（圖片來源于北京大學新聞網）

鹵化銨表面鈍化后鈣鈦礦薄膜頂部和底部性質（圖片來源于北京大學新聞網）

集成存儲計算的鐵電晶體管技術

復旦大學微電子學院周鵬教授團隊發現了新型二維鐵電半導體在集成電路領域的應用方案，實現了鐵電存儲計算技術的原始創新，提供了發展存算融合系統的器件范式。相關成果發表于Nature Communications。研究團隊開發出集成存儲和計算能力的二維鐵電溝道晶體管（2D FeCTs），不同于傳統FeFETs，FeCTs直接將二維鐵電半導體作為晶體管溝道，而非柵極介電層。此外，二維鐵電半導體中天然存在的移動電荷可以形成一個內建電場，從而有效屏蔽鐵電半導體內部的去極化場，使傳統FeFETs的抗疲勞特性改善，電荷俘獲和泄漏電流效應消除，最終實現鐵電存儲器性能優化。

超低冰黏附強度的超疏水抗結冰表面

清華大學材料學院鐘敏霖教授團隊利用超快激光微納制造結合化學氧化方法，制備出獨特的三級微納米結構超疏水表面，具有優異的超疏水穩定性和防結冰性能，其冰黏附強度最低為1.7MPa。相關成果發表于ACS Applied Materials & Interfaces。超低冰黏附強度超疏水表面依靠自身的不沾水防冰性能和冰自動脫落的優異疏冰性能，可以在不消耗能量、不增加復雜結構的情況下提升防除冰能力、有效減緩結冰危害，因而更具發展潛力，是目前領域的熱門方向。鐘敏霖團隊發展的方法，經過10次推冰測試后，制備表面的冰黏附強度依然不高于10kPa，表明三級微納超疏水表面具有較好的推冰機械耐久性。

新型柔性無線可穿戴手勢翻譯系統

重慶大學光電工程學院楊進教授團隊研制了一款柔性無線可穿戴手勢翻譯系統，手語識別率達98.63%。相關成果發表于Nature Electronics。該系統由螺旋芯鞘型可拉伸傳感陣列和無線電路模塊組成；螺旋芯鞘型可拉伸傳感陣列最大拉伸應變可達100%，同時具備高靈敏度、快速響應時間以及良好的機械和化學穩定性，可以舒適地貼附在皮膚表面實現關節運動信息和表情變化實時、精確的捕捉；結合無線電路模塊與機器學習算法，該系統可以將手語手勢直接轉換為語音進行輸出，系統的識別準確率高，平均識別時間小于1秒，同時系統的總重量僅為25.8克，提高了手語翻譯系統的可穿戴性及實用性。