新型材料

高性能柔性傳感器

西北工業大學黃維院士團隊王學文教授課題組提出在柔性襯底上低溫合成大面積、圖案化和高質量二維（2D）過渡金屬硫族化合物（TMDs）材料的方法，這個方法為在柔性襯底上實現高性能柔性電子器件與系統提供了新的途徑。相關成果發表于《先進材料》（Advanced?Materials）。柔性傳感器以其可折疊、可卷曲、可拉伸的特殊物理屬性和輕質、便攜、低能耗等特點備受人們關注。研究成果不僅實現了在柔性襯底表面直接制備圖案化薄膜和柔性傳感器集成，也為其他2D?TMDs柔性材料的制備、柔性電子器件的設計與構筑，以及2D材料在傳感領域和特殊環境的應用提供了新思路。

高能物理用石榴石閃爍陶瓷

中國科學院上海硅酸鹽研究所李江研究員帶領透明與光功能陶瓷研究團隊與國內外合作者聯手，對鈰離子摻雜镥鋁石榴石（Ce：LuAG）閃爍陶瓷進行組分設計和性能優化。相關成果發表于《歐洲陶瓷學會雜志》（Journal?of?the?European?Ceramic?Society）。閃爍體能夠將高能射線或粒子轉化為紫外或可見光波段發光，是人類探索微觀物質起源和宏觀宇宙演化的重要介質，充當著人類觀察高能粒子的“眼睛”角色。閃爍體被廣泛應用于科研、醫療、國土安全和工業等領域。論文基于“缺陷工程”的策略，在Ce：LuAG透明陶瓷中引入二價Ca2+，并系統研究了Ca2+摻雜濃度對陶瓷微觀結構、光學質量和閃爍性能的影響。

基于共格界面鍵切換機制實現氮化硅陶瓷塑性變形

清華大學材料學院張杰等人通過在共價鍵氮化硅陶瓷材料中設計共格界面，創新性引入“共價鍵斷裂-旋轉-再鍵合”方式來實現類似金屬中的位錯運動，使得氮化硅陶瓷表現出前所未有的室溫壓縮塑性形變。相關成果發表于《科學》（Science）。陶瓷是我國的重大發明，先進陶瓷材料因具有耐高溫、耐腐蝕、強度高、密度低等優異性能而備受關注。陶瓷如能實現塑性，將成為比目前性能最好的合金還要更輕、更強的材料，但陶瓷塑性非常罕見。相關研究通過獨特的結構設計和新的相變機制，在氮化硅（綜合性能最優異的工程陶瓷之一）中實現了室溫塑性，這為最終實現可變形陶瓷的夢想提供了可行途徑。

顯著提升n型有機電化學晶體管性能

北京大學材料科學與工程學院雷霆研究員課題組提出了新的n型有機電化學晶體管材料設計策略——“摻雜態調控”。相關成果發表于《自然·通訊》（Nature?Communications）。有機電化學晶體管（OECT）是一種基于有機半導體的三端器件，在生物化學傳感器、神經接口器件和神經形態計算等領域有著廣泛的應用。受到有機場效應晶體管（OFET）材料設計的影響，傳統n型有機電化學晶體管材料設計常常通過引入更多的缺電子基團來降低最低未占據分子軌道（LUMO）能級。文章首次提出了理解并調控聚合物摻雜態下分子性質的方法和重要意義。

光重構非均勻螺距軟物質超結構研究

華東理工大學材料生物學與動態化學教育部前沿科學中心朱為宏教授和物理學院鄭致剛教授合作，開展了液晶軟結構多自由度調控研究。相關成果發表于《美國化學會志》（JACS）。論文基于液晶材料的獨特性質，創造性地設計并引入一種具備寬吸收光譜的光控吸收劑，結合內源手性光開關，實現對液晶螺旋超結構的多自由度（螺距和螺距分布）的可逆光操控。手性光開關賦予液晶螺旋結構的螺距可調性，光控吸收劑具有可變的寬光譜吸收、優異的熱穩定性、良好的抗疲勞性和與液晶良好的相容性等優點，通過調節液晶盒內部透射的光強，可進一步對螺距分布的調控實現液晶螺旋從均勻螺距到非均勻螺距的可逆重構。

缺陷結構演化實現高性能熱電材料

中國科學院理化技術研究所低溫材料及應用超導研究中心周敏與清華大學、日本國立材料研究所等國內外多個研究機構合作，提出缺陷結構演化調控熱電輸運性能、提升ZT值的策略，為實現高性能熱電材料研究提供基礎。相關成果發表于《自然·通訊》（Nature?Communications）。熱電轉換效率主要由材料的無量綱熱電優值（ZT值）決定。為了獲得高ZT值，熱電材料需要同時具有高的溫差電動勢和電導率及低熱導率，但3個參數協同調控困難。文章通過調控制備工藝誘導本征Ge空位進行高維定向演化，在碲化鍺材料中構建了從原子尺度的點缺陷、納米尺度的位錯和電疇到微觀尺度的晶界的多級結構。

自旋交叉材料后合成修飾研究

中山大學化學學院童明良教授和倪兆平副教授團隊開展了對自旋交叉框架主體進行可逆氧化還原后合成修飾的探索研究。相關成果發表于《美國化學會志》（JACS）。自旋交叉（Spin-Crossover，SCO）配合物作為典型的刺激響應性材料，在物理（如溫度、光照、壓力）和化學刺激下可以實現高自旋態和低自旋態之間的可逆切換，并伴隨著光、電、磁等物理性質的改變，在信息存儲、分子開關、顯色器件等領域具有巨大的應用潛能。文章首次在自旋交叉材料中建立起普適的可逆氧化還原后合成修飾方法，實現SCO材料在滯回型一步/兩步/三步自旋交叉性質間進行動態切換，為設計多刺激響應型分子開關提供了新思路。

柔性MOF膜制備研究

北京理工大學化學與化工學院趙之平教授團隊提出了一種在聚合物基底中包埋晶種進而通過表面晶體誘導生長法精確構筑MOF納米片膜的新構想，在聚合物基底表面實現高柔性超疏水MOF膜的層次構建。相關成果發表于《科學》（Science）。基底負載的異質外延金屬有機骨架（MOF）膜在分離方面展現出巨大的應用潛力。現有方法多在剛性無機基底上制備MOF膜，為突破膜放大制備難度大、膜組件加工制作靈活性差的技術瓶頸，文章解析了納米片的晶體結構及其內部的傳質通道，揭示聚合物與納米片層在分離過程中的協同機制，突破了柔性MOF膜制備瓶頸，為規模化制備和應用提供了理論依據和技術支撐。