先进制造

研制全天然仿木气凝胶

中国科学技术大学俞书宏院士团队利用天然生物质和天然矿物为原料，制备了一种具有优良隔热和耐火性能的纯天然仿木气凝胶。相关成果发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。木材具有低密度、低导热、良好的机械性能和可持续性等特性，用途广泛。为解决目前材料的不可持续性问题，开发低成本、低能耗、环保的新型构筑基元将对仿木气凝胶的发展起到至关重要的作用。新制造的这种全天然仿木气凝胶的隔热和防火性能优于天然巴沙木和大多数商业海绵，有望成为现有商业隔热材料的理想替代品，其天然的原料来源和低能耗低排放的制备工艺使得这种气凝胶具有良好的生物降解性和可持续性。

全天然气凝胶的隔热和防火性能（图片来源于中国科学技术大学网站）

新型超高强钢的设计制造

东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室王国栋院士/袁国教授研究团队，在超高强钢铁材料增塑机制及组织创新设计方面取得新进展。相关成果发表于《科学》（Science）。强度和塑性的同时提升是钢铁领域长期以来的重大难题，尤其当强度达到2000兆帕级别时，塑性出现断崖式下降，均匀延伸率普遍低于10%。其根本原因在于传统马氏体的初始高密度位错难以继续增殖，且无序排列的几何取向结构微观塑性变形极不均匀，容易产生局部应力/应变集中。新研究针对2000兆帕级马氏体超高强钢塑性低的问题，创新提出“马氏体拓扑学结构设计+亚稳相调控”协同增塑新机制，成功制备出系列低成本新型超高强钢。

数码合成高分子的数据储存应用及展望

上海交通大学系统生物医学研究院董瑞蛟研究团队撰写综述论文，系统性评述了近十年数码合成高分子在信息储存领域的研究进展。相关成果发表于《化学学会评论》（Chemical Society Reviews）。人们对信息的写入、读取和存储的高通量技术的要求越来越高，随着传统硅基信息器件局限性的显现，人们开始寻找数据存储的替代品。数码合成高分子在高效编码、解码、编辑、擦除、加密和修复数据等各个方面都表现出更优越的性能，广泛应用于数据存储、分子信息学、分子识别、编码产品标签和防伪技术等。文章根据聚合物的种类对数码合成高分子进行分类，并从编码、解码、编辑、擦除、加密和修复等方面概述了这类高分子材料的特征。

开发具有耐受温度变化的高效钙钛矿太阳能电池

河南大学材料学院李萌教授团队和德国科学家合作，开发出高效耐变温钙钛矿太阳能电池。相关成果发表于《科学》（Science）。自2009年钙钛矿太阳能电池研究首次被提出，其光电转换效率得到了迅速的发展。截至目前，其效率几乎与工业化应用的晶体硅太阳能电池相当。但在日夜温差巨大的实际环境中，温度变化会引发卤化物钙钛矿材料的相变和晶格应变，致使器件性能迅速衰减直至损坏，这是目前制约钙钛矿太阳能电池走向应用的关键挑战和难题。文章揭示了β-聚（1,1-二氟乙烯）可以有效改善钙钛矿薄膜结晶性能、钝化薄膜晶体表面界面缺陷、优化钙钛矿界面能级排列、促进载流子传输，从而提升这个结构钙钛矿器件光电特性。