先進(jìn)制造

一種自驅(qū)動、透明、柔性的人機(jī)交互軌跡追蹤智能微系統(tǒng)

電子科技大學(xué)電子學(xué)院張曉升教授課題組提出一種電極小型化策略，實(shí)現(xiàn)其高透光性和高電能輸出的集成一體化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高靈敏透明軌跡追蹤自驅(qū)動智能微系統(tǒng)。相關(guān)成果發(fā)表于Nano energy。納米發(fā)電機(jī)（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(dú)特特性，可以作為自驅(qū)動傳感器和自驅(qū)動執(zhí)行器來構(gòu)建智能人機(jī)交互微系統(tǒng)。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(xué)輸出仍能保持高度穩(wěn)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(qū)動智能微系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是在需要優(yōu)異光學(xué)性能的領(lǐng)域顯示出潛力。

自驅(qū)動智能軌跡追蹤微系統(tǒng)器件原理圖、實(shí)物圖及系統(tǒng)架構(gòu)圖(圖片來源于電子科技大學(xué)新聞中心網(wǎng)站)

纖維素合成甲基環(huán)戊二烯新方法

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化與新材料研究室李寧研究員、張濤院士團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)纖維素基3-甲基-2-環(huán)戊烯酮（MCP）直接加氫脫氧合成甲基環(huán)戊二烯（MCPD）。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。MCPD是火箭燃料RJ-4的生產(chǎn)原料，同時還被應(yīng)用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品，例如醫(yī)藥產(chǎn)品、汽油抗爆劑、環(huán)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(chǎn)物中制取，收率低價格高，極大地限制了它的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yōu)先與碳-氧雙鍵發(fā)生相互作用，并高選擇性地形成二烯產(chǎn)物MCPD（碳收率為70%）。

世界最“亮”白光有機(jī)電致發(fā)光二極管

西安交通大學(xué)吳朝新教授組與合作團(tuán)隊(duì)研發(fā)出世界最“亮”的白光有機(jī)電致發(fā)光二極管。相關(guān)成果發(fā)表于Nano Energy。相比白光LEDs，白光有機(jī)電致發(fā)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(tài)照明應(yīng)用。首先開發(fā)出一種基于超厚有機(jī)多異質(zhì)結(jié)空穴傳輸層的反型底發(fā)射WOLEDs器件結(jié)構(gòu)，同時實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)了166.3lm/W的峰值正向功率效率。

高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽能電池模塊研究

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬基復(fù)合材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授韓禮元、副教授陳漢團(tuán)隊(duì)在高效穩(wěn)定大面積模塊研究方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于Advanced Energy Materials。研究者通過新方法保證了空穴傳輸層穩(wěn)定的p型半導(dǎo)體性質(zhì)與空穴提取及傳輸能力。進(jìn)一步制備了可規(guī)模化的無摻雜異質(zhì)結(jié)，該結(jié)構(gòu)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(zhì)結(jié)的大面積鈣鈦礦電池模組（35.80cm2）獲得15.3%的第三方認(rèn)證光電轉(zhuǎn)換效率。封裝的鈣鈦礦模塊的效率和功率均通過了實(shí)驗(yàn)室有關(guān)濕熱試驗(yàn)。

鈣鈦礦光伏器件“埋底界面”研究進(jìn)展

北京大學(xué)物理學(xué)院“極端光學(xué)創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)”朱瑞研究員、龔旗煌院士與英國薩里大學(xué)張偉教授合作，闡明了“埋底界面”中“微結(jié)構(gòu)-化學(xué)分布-光電功能”的科學(xué)關(guān)系，指出“埋底界面”非輻射復(fù)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(guān)成果發(fā)表于Advanced Materials。論文對鈣鈦礦多晶薄膜“埋底界面”的微區(qū)形貌、化學(xué)組分、電子結(jié)構(gòu)及光物理性質(zhì)進(jìn)行了充分分析，創(chuàng)新發(fā)展了多晶薄膜無損剝離技術(shù)、原位共聚焦熒光成像技術(shù)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(fā)現(xiàn)了薄膜底部的異質(zhì)性，揭示了薄膜底部大量非輻射復(fù)合區(qū)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(xué)新聞網(wǎng)）

鹵化銨表面鈍化后鈣鈦礦薄膜頂部和底部性質(zhì)（圖片來源于北京大學(xué)新聞網(wǎng)）

集成存儲計算的鐵電晶體管技術(shù)

復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院周鵬教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了新型二維鐵電半導(dǎo)體在集成電路領(lǐng)域的應(yīng)用方案，實(shí)現(xiàn)了鐵電存儲計算技術(shù)的原始創(chuàng)新，提供了發(fā)展存算融合系統(tǒng)的器件范式。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)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(tǒng)FeFETs，F(xiàn)eCTs直接將二維鐵電半導(dǎo)體作為晶體管溝道，而非柵極介電層。此外，二維鐵電半導(dǎo)體中天然存在的移動電荷可以形成一個內(nèi)建電場，從而有效屏蔽鐵電半導(dǎo)體內(nèi)部的去極化場，使傳統(tǒng)FeFETs的抗疲勞特性改善，電荷俘獲和泄漏電流效應(yīng)消除，最終實(shí)現(xiàn)鐵電存儲器性能優(yōu)化。

超低冰黏附強(qiáng)度的超疏水抗結(jié)冰表面

清華大學(xué)材料學(xué)院鐘敏霖教授團(tuán)隊(duì)利用超快激光微納制造結(jié)合化學(xué)氧化方法，制備出獨(dú)特的三級微納米結(jié)構(gòu)超疏水表面，具有優(yōu)異的超疏水穩(wěn)定性和防結(jié)冰性能，其冰黏附強(qiáng)度最低為1.7MPa。相關(guān)成果發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces。超低冰黏附強(qiáng)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(yōu)異疏冰性能，可以在不消耗能量、不增加復(fù)雜結(jié)構(gòu)的情況下提升防除冰能力、有效減緩結(jié)冰危害，因而更具發(fā)展?jié)摿?，是目前領(lǐng)域的熱門方向。鐘敏霖團(tuán)隊(duì)發(fā)展的方法，經(jīng)過10次推冰測試后，制備表面的冰黏附強(qiáng)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(jī)械耐久性。

新型柔性無線可穿戴手勢翻譯系統(tǒng)

重慶大學(xué)光電工程學(xué)院楊進(jìn)教授團(tuán)隊(duì)研制了一款柔性無線可穿戴手勢翻譯系統(tǒng)，手語識別率達(dá)98.63%。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Electronics。該系統(tǒng)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(yīng)變可達(dá)100%，同時具備高靈敏度、快速響應(yīng)時間以及良好的機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性，可以舒適地貼附在皮膚表面實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)運(yùn)動信息和表情變化實(shí)時、精確的捕捉；結(jié)合無線電路模塊與機(jī)器學(xué)習(xí)算法，該系統(tǒng)可以將手語手勢直接轉(zhuǎn)換為語音進(jìn)行輸出，系統(tǒng)的識別準(zhǔn)確率高，平均識別時間小于1秒，同時系統(tǒng)的總重量僅為25.8克，提高了手語翻譯系統(tǒng)的可穿戴性及實(shí)用性。