物理進展

表面刻蝕新技術

四川大學化學學院王玉忠院士團隊提出無掩模限域刻蝕的表面潤濕性差異圖案化新策略。相關成果發表于《自然·通訊》（Nature?Communications）。精確、復雜圖案的制備往往需依賴光刻、等離子體刻蝕、飛秒激光等手段，涉及光刻膠、光掩模等昂貴耗材，限制了此類表面的發展與應用。新技術通過三醋酸纖維素在氫氧化鈉水溶液中的脫乙酰降解反應，結合水滴模板法與噴墨打印技術，在三醋酸纖維素多孔表面實現差異化堿刻蝕，從而制備了具有本征潤濕差異的圖案化表面。制備的圖案化表面在響應型信息存儲與加密、柔性電子器件的制備等領域展現出良好的應用前景。

微液滴光化學反應加速機制研究

復旦大學張立武、季敏標與合作者對微液滴中的光化學反應進行探索，發現微液滴可顯著加快光化學反應速率，最高可達兩個數量級。相關成果發表于《細胞報告物質科學》（Cell?Reports?Physical?Science）。微液滴研究近期引起廣泛關注，一方面大氣云滴和海洋飛沫氣溶膠等微米級液滴無處不在，另外一方面以微液滴為反應器也在化學合成及生物研究方面得到重視。研究表明微米級液滴可顯著加速化學反應，并且可使部分反應自發進行，潛在原因主要是微液滴其特有的理化性質。研究闡明了微液滴中的光化學反應加速機制，為解釋當前大氣化學反應不確定性提供了新思路。

非線性光子芯片研究

南開大學許京軍、陳志剛、張心正等人在太赫茲拓撲光子學領域取得新進展。相關成果發表于《光：科學與應用》（Light：Science&Applications）。太赫茲波由于其高安全性、高穿透性和高帶寬等優良特性，應用需求廣泛。然而，太赫茲器件的性能受到制備缺陷及其周圍環境擾動的影響。研究團隊開發了一種基于片上鈮酸鋰集成平臺實現太赫茲波局域調控的方法。在實驗和理論上觀察并分析了太赫茲波沿著鈮酸鋰漸變微結構表現出的可調諧的局域和拓撲性質，并分析證實了手性擾動存在時太赫茲拓撲態的魯棒特性。新研究將會為太赫茲波的集成與操控帶來更多有趣且高效的設計思路。

宏觀液體超滑體系研究

中國科學院蘭州化學物理研究所先進潤滑與防護材料研究發展中心馮大鵬研究員團隊實現了高應用載荷、高轉速、點對點接觸形式下鋼/鋼界面間的宏觀液體超滑。相關成果發表于《摩擦》（Friction）。超滑（Superlubricity）技術具有超低摩擦系數和近零磨損率等優異特性，能夠最大化減少摩擦過程中的能量損耗和材料磨損。目前，液體超滑研究主要集中在較低的應用載荷和轉速范圍，運動形式和摩擦副的選擇有限。液體超滑技術的工程化應用，需要提高其承載能力和運轉速度域，拓展接觸界面間的運動形式，實現宏觀大尺度和苛刻條件下的液體超滑。新開發的超滑體系具有優異的耐腐蝕性，可拓展至其他多元醇水溶液體系。

物理進展

大面積、高度有序和可調控的“馬約拉納零能?！顸c陣列”

中國科學院物理研究所高鴻鈞院士團隊證實大面積有序可調的馬約拉納零能模陣列可以在鐵基超導體LiFeAs中穩定存在，為實現拓撲量子計算提供了重要的高質量研究平臺。相關成果發表于《自然》（Nature）。馬約拉納零能模是凝聚態物理中的一類拓撲非平庸準粒子激發，因其服從非阿貝爾統計規律，被認為是構筑拓撲量子比特的基本單元。鐵基超導體具有單一組分、高溫超導、本征拓撲等性質，是研究馬約拉納零能模的理想載體。實驗發現，應力可以誘導出的大面積、高度有序和可調控的馬約拉納零能模格點陣列。這種有序的馬約拉納零能模陣列可被外磁場調控，隨著磁場增加，渦旋間距減小，馬約拉納零能模間的相互作用開始凸顯。

具有多路徑變形能力的折展力學超材料

清華大學航天航空學院陳常青教授課題組提出了一個基于“鉸-桿”模型的通用設計框架，實現了具有多模態、多路徑變形能力的力學超材料。相關成果發表于《科學進展》（Science?Advances）。自然界中普遍存在著可編程的“材料”，它們通過內嵌的“開關”來實現自身形狀或運動方式的改變，從而實現特定功能或適應特殊工況，如捕蠅草。利用外界激勵（如力、熱、光、電、磁等）所誘導產生變形的臨界閾值不同，使力學超材料實現了多步的順序變形，并以雙穩態自折疊單元作為折疊鉸，通過改變尺寸來調控突跳閾值，進而構建具有不同變形模態的基本單元，實現了從一維到二維和從二維到三維的多步、多模態變形的可折展力學超材料。

量子力學位置-動量相空間表示研究

北京大學化學與分子工程學院劉劍課題組展示了廣義位置-動量相空間表示理論和對應的軌跡近似方法，為熱化學、光化學的實際凝聚態復雜分子體系的理論研究提供新手段。相關成果發表于《威利跨學科評論：計算分子科學》（Wiley?Interdisciplinary?Reviews?Computational?Molecular?Science）。在牛頓經典力學框架下，分子系統的所有物理和化學觀測量都可以在由粒子位置和動量組成的相空間中描述，動力學由相空間中的經典軌跡刻畫。然而，當分子系統的量子力學特性顯現時，海森堡不確定原理表明粒子的位置和動量并不能夠同時被經典力學精確確定。研究發展了傳統的位置-動量相空間表示理論，并應用于實際體系。

超薄的光纖偏振態分析儀

南京大學現代工學院徐飛、郝玉峰、陳燁、陸延青等人將3個由二維材料組成的透明光電功能單元串行集成，成功地在人頭發絲般粗細的光纖端面制作出了一個大小約為頭發橫截面的1/100，厚度為100納米級的光偏振傳感器，能夠實現快速、準確、高效地檢測光的多種偏振態。相關成果發表于《科學進展》（Science?Advances）。光的偏振作為光的一種基本屬性，涉及通信、成像、導航、傳感等幾乎所有光學相關的領域。如何方便地對各種偏振分量進行測量就成了實際中的一個核心問題。研究團隊提出一種構建多功能集成的光電器件的通用方法，通過沿光路堆疊超薄透明光電單元，有望保證器件同時具備緊湊的橫向和縱向尺寸。