材料研究

材料研究

新型人工反铁磁体

中科大与中科院合肥物质科学研究院强磁场科学中心双聘研究员吴文彬所在团队制备出基于全氧化物外延体系的人工反铁磁体，观察到随外加磁场清晰的具有层分辨的分步磁化翻转模式，研究论文发表于《科学》。人工反铁磁体具有巨磁阻效应，应用于商业磁存储等领域，但是制备全氧化物反铁磁体非常困难。针对人工反铁磁体材料、物理和器件的研究多集中于过渡金属及其合金材料；过渡金属氧化物作为另一大类材料体系，因其高温超导、庞磁电阻、磁电耦合、铁电极化以及离子电导等一系列物理和化学效应，已成为广为关注的对象。首次制备的基于全氧化物外延体系的人工反铁磁体，对氧化物自旋电子学的发展起到推动作用。

多层LCMO_CRTO中的AF-IEC

LCMO-CRTO SL的结构情况

二维材料中卸压致超导增强的现象

北京高压科学研究中心的陈斌研究员团队在二维材料硒化铟发现了卸压致超导增强的现象，研究论文发表于《先进材料》。如何保留高压诱导的超导现象到室压条件下是一个难题，因为只有把压力诱导的超导，高温超导现象保留到室压条件才能实现其实际意义上的应用。在二维材料硒化铟中，研究团队发现了压力诱导的超导行为在降压过程中反而增强的现象，超导温度比升压过程中的高了近一倍，并且维持到了很低的压力。该研究在卸压过程中发现超导增强的现象，说明在通常的压力诱导的超导现象中，超导转变温度会伴随压力的卸除而逐渐消失。

嗜盐古菌合成生物相容性良好的多样性生物医学材料

中国科学院微生物所向华研究组在利用微生物合成生物医学材料方面取得新进展，相关论文发表于《生物材料》。地中海富盐菌可利用多种廉价碳源高效合成3HV单体比例恒定的生物可降解塑料PHBHV，并可采用水提法方便地提取，因此具有重要的工业开发潜力。针对该菌合成PHBHV种类较单一的问题，研究团队以该菌为细胞工厂，通过发酵工程技术合成了具有不同单体聚合方式的系列R-PHBHV和O-PHBHV。嗜盐微生物合成的PHBHV具有多样化的降解速度和良好的生物相容性，暗示这类材料将在不同的生物医药领域具有广阔的应用前景，如在疤痕愈合、软骨修复、神经修复等。

二维金属有机骨架分离膜

中国科学院大连化物所催化基础国家重点实验室杨维慎研究员团队在二维金属有机骨架（MOF）气体分离膜研究方面取得新进展，相关论文发表于《德国应用化学》。二维多孔纳米片由于其原子级别厚度以及极低的物质传输阻力，正成为高透量气体分离膜领域的研究热点。MOF纳米片由于其具有丰富的骨架结构资源以及分子尺度的高密度孔道，是一种十分理想的膜构筑单元。该膜对氢气/二氧化碳混合气体具有极佳的分离性能，且不同于其它二维纳米片膜材料，该膜随着测试温度的升高，在二氧化碳透量维持不变的情况下，其对氢气透量和分离系数均可提升。该项研究在二氧化碳燃烧前捕获领域具有很好的应用前景。

一种具有巨大压电响应的有机—无机钙钛矿铁电体

东南大学熊仁根教授团队、游雨蒙教授课题组与合作者在分子铁电、压电材料领域的重要研究进展发表于《科学》。具有压电性的材料也就被称作为压电材料，压电性就是材料在受挤压或拉伸时可以产生电，或在材料两段施加电压后材料伸长或缩短的特性。研究团队从提升铁电极轴数量入手、利用相变前后对称性的巨大变化，发现了一类具有优异压电性能的分子铁电材料。这种新型分子铁电材料不但秉承了分子材料的优势，在压电性能上也达到了传统压电陶瓷的水平。这种具有优良压电特性的分子铁电材料将会使计算机芯片的体积进一步缩小，使能像纸张一样折叠弯曲的心率计、b超机成为可能，或者利用衣物的弯折对手机充电。

新材料晶体结果的热变

新材料铁电性及相关性质

可拉伸衬底结构色研究进展

中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室团队将聚二甲基环氧烷作为可拉伸衬底引入到传统等离子体结构中来构建动态可调的结构色，研究论文发表于《先进光学材料》。相较于传统亚毫米级尺寸结构色器件，研究者通过干涉曝光技术、PDMS嵌套保护等优势技术制备出晶片尺寸的实验器件。在宏观光学（正入射）测试条件下，该纳米结构复合体系中的共振机制能产生高纯度结构色，且在PDMS衬底拉伸过程中，器件所呈现出的色彩可从绿色变化到紫红色。此外，复合体系结构中的物理机制也得到了进一步分析。这种基于可拉伸衬底的结构色在快速心率监测、生物传感、力学测量方面具有潜在优势。

“不知疲倦”的仿生智能薄膜

华东师范大学张利东研究员与中国科学院深圳先进技术研究院医工所杜学敏等合作，设计出了一种“不知疲倦”、快速响应的聚合物智能薄膜，研究论文发表于《先进材料》。新的复合薄膜通过材料选择与阵列化通道设计，薄膜在丙酮的蒸汽氛围中，会“不知疲倦”翩然起舞，并可以将薄膜卷曲成各种可控复杂结构。这是由于溶剂分子在薄膜中实现了差异化溶胀，进而驱动薄膜发生复杂形变运动。该智能薄膜经过溶剂氛围数天的反复刺激，仍然保持着优异的机械性能。该薄膜可通过不同的结构设计实现定向运动，因此，可以用于监控空气中的丙酮浓度。此外，还可以用于驱动其他材料、器件运动等应用。

纳米多孔金属催化材料进展

天津理工大学新能源材料与低碳技术研究院丁轶课题组、罗俊课题组与北京计算科学研究中心刘利民课题组合作设计并制备出电催化氧还原性能优异的低Pt纳米多孔核壳结构催化剂，相关论文发表于《自然—能源》。质子交换膜燃料电池在交通运输、电子设备、便携式移动电源等领域具有广泛的应用前景。但高昂的价格和较差的稳定性是制约其走向大规模应用的关键。尤其是燃料电池的催化电极，极大地依赖于贵金属铂和氧还原动力学过程的催化活性，决定了整个电池的成本与性能。研究结果对燃料电池催化电极材料的设计和制备具有重要的指导意义和参考价值。