盘点2019年材料领域的37篇《Science》！两所高校零突破_风闻
材料科学网-材料科学网官方账号-www.cailiaokexue.com2020-01-05 23:43
上期我们已经盘点2019年材料领域的32篇《Nature》，《Science》同样作为殿堂级顶刊，上面的论文通常也具有广泛的影响力和重要意义。下面我们一起来回顾2019年材料领域发表的部分成果！主要介绍国内的成果以及部分国外重要成果。
其中，电子科技大学首次以第一作者、第一单位在《Science》发文；哈尔滨工业大学首次以通讯单位在《Science》发文。
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评述论文指出，力化学目前正处于一个价值重新发现和研究复兴时期。力化学可以改变反应路径，制备常规热、光活化方法难以制备的材料，同时可以减少有机溶剂使用，为绿色化学提供新途径。
2 北大焦宁团队《Science》：另辟蹊径，氮化反应重大突破！
该研究首次利用常用溶剂硝基甲烷，以“级联活化策略”对其进行活化，在重要化合物酰胺及腈的合成领域取得了突破性进展。
3北航侯慧龙《Science》增材制造的抗疲劳、高性能材料！
论文发现增材制造应力制冷材料可以实现对具有长寿命、高性能的金属制冷剂进行独特的微观结构控制。抗疲劳、高性能镍钛合金的获得展示了增材制造在优化固态制冷技术的潜力。
4 大连理工教授《Science》根本上突破传统芯片瓶颈的新机制！
此工作实验证实了自旋波可有效翻转自旋磁矩，开辟了实现低功耗、高速度信息存储和逻辑运算芯片的新途径，必将发展磁振子学新研究方向，激发磁振子器件广泛探索，促进后摩尔时代器件革新。
5复旦再发《Science》主刊！为二维磁性调控指出新维度！
创造性地运用了原位化合物分子束外延生长技术和自旋极化扫描隧道显微镜结合的实验手段，在原子级层面彻底厘清了双层二维磁性半导体溴化铬（CrBr3）的层间堆叠和磁耦合间的关联，为二维磁性的调控指出了新的维度。
这是该校首次以第一作者、第一单位在《Science》正刊发表原创成果。为国际上争论了三十多年的量子金属态的存在提供了有力的实验证据，并为人们研究量子金属态提供了全新的思路。
采用（电）化学腐蚀方法对铂基催化剂的近表面结构和组分进行调控，从而大幅提升高效铂镍合金催化剂在实际燃料电池器件中的服役水平和寿命，有望成为发展燃料电池行之有效的关键手段。
8 《Science》：电池负极中的金属可逆外延生长电沉积！
引入了外延生长（epitaxy）的概念来调控金属的沉积形貌，以锌金属负极为示例，使得锌沉积/溶解的可逆性达到了99.9%，循环寿命达到了传统锌电极的100倍。
通过对铁电单晶薄膜材料柔性和弹性的力学行为进行深入研究，并取得了重大突破。该研究结果为未来开发新型小电场可调的柔性磁电器件奠定基础。
国际上首次利用三种金属有机框架材料（MOFs）协同吸附，实现了在四组份混合气体条件下，一步分离制备高纯度乙烯。这项研究成果将为复杂工业分离体系下绿色低能耗工艺的研发提供一种全新的设计思路。
一种柔性制冷新策略——“扭热制冷”。改变纤维内部的捻度可以实现降温。由于制冷效率更高、体积更小且适用于多种普通材料，基于这种方法制成的“扭热冰箱”也变得前景可期。
12《Science》速度快1000倍！高速纳米3D打印技术
一种新的纳米级3D打印技术-飞秒投影双光子光刻，该技术能够在不牺牲分辨率的情况下实现微小结构的高速制造，与已有的双光子光刻技术相比，新技术的打印速度快一千倍。
北航赵立东教授课题组在热电材料上的又一重大进展：将研究对象从 SnSe 转向更廉价、无毒并含量丰富的 SnS。通过调变电子能带结构实现热电性能的调控与提升。
14《Science》重磅！我国科学家全球首次实现原子级石墨烯可控折叠
我国科学家在世界上首次实现了原子级精准控制的石墨烯折叠，这是目前世界上最小尺寸的石墨烯折叠，对构筑量子材料和量子器件等具有重要意义
该技术可在环境条件下工作，使用的激光功率小于50瓦，比目前常用的在炉内加热零件的陶瓷焊接方法更实用。
16 深大、西安交大再发《Science》！提出新式相变异质结设计！
相变异质结所采用的多层膜制备技术不显著增加芯片制造成本，也无需开发额外复杂的工艺，可完美匹配现有相变存储器量产工艺，将有助于大力推进高性能神经元计算芯片的开发。
17《Science》重磅：首次成功合成纯碳环，“绝对令人震惊的研究”
化学家从一个由碳和氧组成的三角形分子入手——他们用电流操纵来制造这个碳-18环。对这种被称为环碳的分子性质进行的初步研究表明，它具有半导体的功能，可以使类似的直碳链成为分子级电子元件。
经中国计量院第三方认证的最高效率18.3%，是当前无机钙钛矿太阳能电池的最高值。这些研究成果对无机钙钛矿太阳能电池和其他钙钛矿材料光电应用具有重要指导意义。
19清华大学Science：巧妙设计，实现超高储能密度和效率！
清华大学通过巧妙的材料设计克服了介电质储能材料研究的困扰问题，有效的提高了储能密度与能效转换。而且在大约150度的高温下仍能正常工作。
该研究发现一种新型磁性液体，通过控制磁性纳米粒子在水油界面的自组装，最终成功引导铁磁流体从顺磁性转变成铁磁性。通俗来讲，磁铁不再一定是坚硬的固体，也可以是流动的液体。
在给定涂层厚度下存在着一个界面长度，超过这一长度时，LIT材料的除冰能力强于普通疏冰材料。冰层在LIT PDMS涂层上能够完全依靠自身重力脱落。
塑性差并不是镁的固有属性，通过提高流变应力（如通过细化晶粒或提高应变速率）来促进位错形核和滑移，可能是行之有效的增塑方法。
23深圳大学《Science》！评述相变存储材料液-液转变机制
深圳大学材料学院饶峰特聘教授在国际顶尖期刊《Science》发表题为Catching structural transitions in liquids的论文，评述相变存储材料的液-液转变机制。
这项研究首次报道了一种具有优异机械性能的大面积石墨烯纳米筛/碳纳米管薄膜，具有高的水渗透率、离子和分子截留率以及优异的抗污染性能。代表了二维材料和碳纳米材料分离薄膜发展过程中的里程碑式突破。
该文以晶界调控实现材料素化为主线，阐述了素化的原理以及晶界调控方面的最新进展。材料素化旨在通过跨尺度材料组织结构调控实现材料性能提升，替代合金化，减少合金元素的使用，促进材料回收和再利用。
26《Science》能自动降温的“木材”，强度媲美钛合金！
这种材料通过一种新型被动辐射冷却技术产生永久散热路径：通过大气透明窗口将热量从这些结构散发到具有零能耗的超冷宇宙中。辐射制冷效果高达10度，而强度媲美钛合金。
发现了一种制备薄膜的新方法，用这种方法生产的薄膜性能优异，可用于制造太阳能电池、柔性电池或LED半导体。
设计并生长了钐掺杂的铌镁酸铅-钛酸铅压电单晶，成功将、三种高压电效应的起因有机结合，大幅度提高了弛豫铁电单晶的压电和介电性能，
发现了一种简单易得、高效环保的非金属阴离子复合物光催化体系，成功实现了温和条件的脱羧偶联反应，突破了传统反应需要贵金属光催化剂或有机染料的限制。
30 又发《Science》！南昌大学8000万引进熊仁根团队今年6篇顶刊！
攻克世纪难题，发明了一种分子固溶体钙钛矿材料，具有与工业标准陶瓷锆钛酸铅相当的压电性能。将为压电材料在柔性可穿戴器件领域的应用拓展提供全新的思路。
通过控制铝合金的室温循环变形，可以充足连续地将空位引入材料中，并且调控超细（1至2nm）溶质团的动态析出行为达到强化的目的。与传统的热处理相比，这种处理方式可以获得强度更高、塑性更好的铝合金材料。
通过非均匀的调制理想外尔超材料中元胞内部结构的几何参数，首次在光学系统中观测到手性零级朗道能级。
这一高效率的HF-拉链策略使在绝缘体及半导体表面直接合成石墨烯成为现实。该研究结果为在绝缘或半导体表面上，通过表面合成方法直接定制设计碳基纳米结构提供了重要途径。
34 哈尔滨工业大学：首次以通讯单位在《Science》发文
这类材料表现出优异的热稳定性以及几乎为零的强度损失。同时此种气凝胶还表现出超低的热导率，因此研究人员认为基于上述新型陶瓷气凝胶可以设计理想的超级隔热系统并在航天器等领域有所应用。
35《Science》华南理工顾城发现新型“局域柔性”材料！
该研究利用金属-有机框架（MOF）材料在刚性骨架的MOF的笼状孔壁上编入温度响应的动态“开关”，通过控制孔壁微扰来控制气体分子在多孔材料中的扩散。
36 、37 一天两篇《Science》！我国取得两项重要成果！
北京大学周欢萍组、严纯华院士组在钙钛矿太阳能电池稳定性研究上的重要合作进展；中国科学技术大学潘建伟院士、赵博等利用超冷原子分子量子模拟在化学物理研究中取得重大突破！
来源：材料科学与工程公众号