新型材料

高性能柔性传感器

西北工业大学黄维院士团队王学文教授课题组提出在柔性衬底上低温合成大面积、图案化和高质量二维（2D）过渡金属硫族化合物（TMDs）材料的方法，这个方法为在柔性衬底上实现高性能柔性电子器件与系统提供了新的途径。相关成果发表于《先进材料》（Advanced Materials）。柔性传感器以其可折叠、可卷曲、可拉伸的特殊物理属性和轻质、便携、低能耗等特点备受人们关注。研究成果不仅实现了在柔性衬底表面直接制备图案化薄膜和柔性传感器集成，也为其他2D TMDs柔性材料的制备、柔性电子器件的设计与构筑，以及2D材料在传感领域和特殊环境的应用提供了新思路。

高能物理用石榴石闪烁陶瓷

中国科学院上海硅酸盐研究所李江研究员带领透明与光功能陶瓷研究团队与国内外合作者联手，对铈离子掺杂镥铝石榴石（Ce：LuAG）闪烁陶瓷进行组分设计和性能优化。相关成果发表于《欧洲陶瓷学会杂志》（Journal of the European Ceramic Society）。闪烁体能够将高能射线或粒子转化为紫外或可见光波段发光，是人类探索微观物质起源和宏观宇宙演化的重要介质，充当着人类观察高能粒子的“眼睛”角色。闪烁体被广泛应用于科研、医疗、国土安全和工业等领域。论文基于“缺陷工程”的策略，在Ce：LuAG透明陶瓷中引入二价Ca2+，并系统研究了Ca2+掺杂浓度对陶瓷微观结构、光学质量和闪烁性能的影响。

基于共格界面键切换机制实现氮化硅陶瓷塑性变形

清华大学材料学院张杰等人通过在共价键氮化硅陶瓷材料中设计共格界面，创新性引入“共价键断裂-旋转-再键合”方式来实现类似金属中的位错运动，使得氮化硅陶瓷表现出前所未有的室温压缩塑性形变。相关成果发表于《科学》（Science）。陶瓷是我国的重大发明，先进陶瓷材料因具有耐高温、耐腐蚀、强度高、密度低等优异性能而备受关注。陶瓷如能实现塑性，将成为比目前性能最好的合金还要更轻、更强的材料，但陶瓷塑性非常罕见。相关研究通过独特的结构设计和新的相变机制，在氮化硅（综合性能最优异的工程陶瓷之一）中实现了室温塑性，这为最终实现可变形陶瓷的梦想提供了可行途径。

显著提升n型有机电化学晶体管性能

北京大学材料科学与工程学院雷霆研究员课题组提出了新的n型有机电化学晶体管材料设计策略——“掺杂态调控”。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。有机电化学晶体管（OECT）是一种基于有机半导体的三端器件，在生物化学传感器、神经接口器件和神经形态计算等领域有着广泛的应用。受到有机场效应晶体管（OFET）材料设计的影响，传统n型有机电化学晶体管材料设计常常通过引入更多的缺电子基团来降低最低未占据分子轨道（LUMO）能级。文章首次提出了理解并调控聚合物掺杂态下分子性质的方法和重要意义。

光重构非均匀螺距软物质超结构研究

华东理工大学材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心朱为宏教授和物理学院郑致刚教授合作，开展了液晶软结构多自由度调控研究。相关成果发表于《美国化学会志》（JACS）。论文基于液晶材料的独特性质，创造性地设计并引入一种具备宽吸收光谱的光控吸收剂，结合内源手性光开关，实现对液晶螺旋超结构的多自由度（螺距和螺距分布）的可逆光操控。手性光开关赋予液晶螺旋结构的螺距可调性，光控吸收剂具有可变的宽光谱吸收、优异的热稳定性、良好的抗疲劳性和与液晶良好的相容性等优点，通过调节液晶盒内部透射的光强，可进一步对螺距分布的调控实现液晶螺旋从均匀螺距到非均匀螺距的可逆重构。

缺陷结构演化实现高性能热电材料

中国科学院理化技术研究所低温材料及应用超导研究中心周敏与清华大学、日本国立材料研究所等国内外多个研究机构合作，提出缺陷结构演化调控热电输运性能、提升ZT值的策略，为实现高性能热电材料研究提供基础。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。热电转换效率主要由材料的无量纲热电优值（ZT值）决定。为了获得高ZT值，热电材料需要同时具有高的温差电动势和电导率及低热导率，但3个参数协同调控困难。文章通过调控制备工艺诱导本征Ge空位进行高维定向演化，在碲化锗材料中构建了从原子尺度的点缺陷、纳米尺度的位错和电畴到微观尺度的晶界的多级结构。

自旋交叉材料后合成修饰研究

中山大学化学学院童明良教授和倪兆平副教授团队开展了对自旋交叉框架主体进行可逆氧化还原后合成修饰的探索研究。相关成果发表于《美国化学会志》（JACS）。自旋交叉（Spin-Crossover，SCO）配合物作为典型的刺激响应性材料，在物理（如温度、光照、压力）和化学刺激下可以实现高自旋态和低自旋态之间的可逆切换，并伴随着光、电、磁等物理性质的改变，在信息存储、分子开关、显色器件等领域具有巨大的应用潜能。文章首次在自旋交叉材料中建立起普适的可逆氧化还原后合成修饰方法，实现SCO材料在滞回型一步/两步/三步自旋交叉性质间进行动态切换，为设计多刺激响应型分子开关提供了新思路。

柔性MOF膜制备研究

北京理工大学化学与化工学院赵之平教授团队提出了一种在聚合物基底中包埋晶种进而通过表面晶体诱导生长法精确构筑MOF纳米片膜的新构想，在聚合物基底表面实现高柔性超疏水MOF膜的层次构建。相关成果发表于《科学》（Science）。基底负载的异质外延金属有机骨架（MOF）膜在分离方面展现出巨大的应用潜力。现有方法多在刚性无机基底上制备MOF膜，为突破膜放大制备难度大、膜组件加工制作灵活性差的技术瓶颈，文章解析了纳米片的晶体结构及其内部的传质通道，揭示聚合物与纳米片层在分离过程中的协同机制，突破了柔性MOF膜制备瓶颈，为规模化制备和应用提供了理论依據和技术支撑。