2016年最值得关注的纳米科技成果?

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楼主 2018-11-12 16:33:57
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特别声明:

1)本次调查目的在于:了解纳米领域最受关注的研究领域,帮助纳米科研工作者把握学术方向。

2)不涉及排名,文章按心情排序,团队署名按第一单位计算。

3)没有任何物质或精神奖励,不具备任何法律或道德效力。

 

以下30项纳米科技有关重大成果是根据不同领域遴选,如有疏漏,实属正常!

欢迎留言分享其他重大成果......



1. Guisinger团队:二维硼烯问世!

首次制备得到二维硼烯,具有极强的金属性能,并表现出了预测中的各向异性,为二维材料大家庭增添了新成员。

 



Andrew J. Mannix, Artem R. Oganov*,Mark C. Hersam*, Nathan P. Guisinger* et al. Synthesis of borophenes:Anisotropic, two-dimensional boron polymorphs. Science, 2015, 350, 1513-1516.

 

2. Ali Javey团队:1 nm晶体管!

利用纳米碳管和MoS2,将晶体管的制程从14 nm缩减到了1nm,打破了栅极不能小于5 nm的魔咒。

 



Sujay B. Desai, Ali Javey et al. MoS2transistors with 1-nanometer gate lengths. Science 2016, 354, 99-102.

 

3. 杨培东团队:半人工光合作用系统!

开发了一种非光合作用细菌和无机纳米颗粒混合的半人工光合作用系统,可实现自我代谢,降低成本,推动人工光合作用走向实际生活。

 



Peidong Yang et al.Self-photosensitization of nonphotosynthetic bacteria for solar-to-chemical production. Science, 2016, 351, 74-77.

 

4. Nocera团队:人工光合作用效率比植物提高10倍!

制备了一种Co-P合金催化剂,在商用光伏器件中CO2还原能量转化效率达到10%,比自然界植物光合作用提高了近一个数量级,期待……

 


Chong Liu, Daniel G. Nocera et al.Water splitting–biosynthetic system with CO2 reduction efficiencies exceeding photosynthesis. Science, 2016, 352, 1210-1213.

 

5. 包信和团队:合成气高选择性制低碳烯烃!

设计了一种双功能复合催化剂ZnCrOx/MSAPO,实现了合成气以94%超高选择性制低碳烯烃(C2-C4),对化工产业产生深远影响!



FengJiao,* Jinjing Li,* Xiulian Pan,*† Xinhe Bao† et al. Selective conversion ofsyngas to light olefins. Science, 2016, 351, 1065-1068

 

6. Chhowalla团队:微波炉制备高品质石墨烯!

利用家用微波炉1-2秒的脉冲微波,将预退火的氧化石墨烯还原成几乎不含O官能团的高品质还原氧化石墨烯,简单而又巧妙。

 


Damien Voiry, Jieun Yang, ManishChhowalla et al. High-quality graphene via microwave reduction ofsolution-exfoliated graphene oxide. Science  2016.

 

7. 陈华伟团队:液体定向快速连续运输重大发现!

发现在猪笼草捕虫笼的口缘表面可以实现水的连续、定向流动,对于设计人工智能流体运输系统、机械自润滑等实际应用具有重要指导作用!

 



Huawei Chen, Pengfei Zhang, DeyuanZhang, Zhiwu Han, Lei Jiang et al. Continuous directional water transport onthe peristome surface of Nepenthes alata. Nature, 2016, 532, 85–89.

 

8. 鲍哲楠团队:皮肤式可穿戴电子器件!

开发了一种晶态和非晶态共存的半导体化聚合物薄膜和自修复和可拉伸的有机半导体晶体管,为柔性可穿戴电子器件带来了新的福音!

 


JinYoung Oh, Zhenan Bao et al. Intrinsically stretchable and healablesemiconducting polymer for organic transistors. Nature 539, 411–415.

 

9. Deschler团队:钙钛矿太阳能电池中光子循环!

开发了一种可进行光子循环的三碘化铅钙钛矿太阳能电池,减少能量损耗,使得高开路电压成为可能,昭示了钙钛矿太阳能电池的无限潜力。

 



Luis M. Pazos-Outón, Richard H. Friend,Felix Deschler et al. Photon recycling in lead iodide perovskite solar cells.Science, 2016, 351,1430-1433.

 

10. Yongjun Leng团队:全气候锂离子电池!

开发了一种适合各种天气条件的全气候锂离子电池,可在零下30℃工作,为锂电产业发展带来了重要借鉴!

 



Chao-Yang Wang , Yongjun Leng  et al. Lithium-ion battery structure thatself-heats at low temperatures. Nature, 2016.

 

11. Jeong-Yun Sun团队:高度可拉伸透明触摸屏!

开发了一种高度可拉伸、高透明度、生物兼容性的离子触摸屏,可在皮肤上写字、弹琴和打游戏等,是可穿戴电子器件的重要突破!




Chong-Chan Kim,* Hyun-Hee Lee,* KyuHwan Oh, Jeong-Yun Sun. Highly stretchable, transparent ionic touch panel.Science 2016, 353, 682-687.

 

12. 崔屹团队:更凉爽的纳米衣服!

发明了一种多孔PE材料纳米织物,可增强人体热辐射自动降温,对减少空调使用,节约能源意义重大!。

 


Po-ChunHsu, Yi Cui et al. Radiative human body cooling by nanoporous polyethylenetextile. Science 2016, 353, 1019-1023.

 

13. Chong Min Koo团队:柔性MXene屏蔽电磁干扰!

开发了一系列基于柔性MXene(二维过渡金属碳化物)薄膜的质轻、高强度电磁屏蔽材料,为便携式可穿戴电子器件提供了安全保障。

 



Faisal Shahzad , Mohamed Alhabeb,Christine B. Hatter, Chong Min Koo, Yury Gogotsi et al. Electromagneticinterference shielding with 2D transition metal carbides (MXenes). Science2016, 353, 1137-1140.

 

14. Luther团队:超稳定的全无机钙钛矿太阳能电池!

利用特殊的修饰和纯化工艺得到高稳定的α-CsPbI3量子点,并将其引入到光伏领域,为实现稳定的钙钛矿太阳能电池带来曙光。

 



Abhishek Swarnkar, Joseph M. Luther etal. Quantum dot–induced phase stabilization of α-CsPbI3 perovskitefor high-efficiency photovoltaics. Science 2016, 354, 92-95.

 

15. 侯建国团队:分子间偶极耦合的实空间成像!

基于纳米空腔等离激元增强电致发光技术,首次在单分子水平对分子间偶极耦合真实成像,为深入理解分子间相干偶极耦合提供了重要的信息。

 



Yang Zhang, Zhengchao Dong, Jianguo Hou     etal. Visualizing coherent intermolecular dipole–dipole coupling in real space.Nature, 2016, 531, 623–627.

 

16.. 郭雪峰团队:全可逆单分子器件!

利用二芳烯分子、石墨烯和亚甲基基团,首次构建了一种全可逆的双模式诱导单分子光电器件,为功能分子实际应用迈出了一大步!

 



Chuancheng Jia, Agostino Migliore, Na Xin, Shaoyun Huang, H. Q. Xu, Abraham Nitzan,Xuefeng Guo et al. Covalently-bonded single molecule junctions with stable andreversible photoswitched conductivity. Science, 2016, 352, 1443-1445.

 

17 .Brugger团队:纳米颗粒控制组装!

开创了一种基于地形控制的自组装策略,实现了Au纳米棒100%产率的精确组装,为大规模地精确控制等离激元特性带来希望!

 



Valentin Flauraud, Juergen Brugger  et al. Nanoscale topographical control ofcapillary assembly of nanoparticles. Nature Nanotechnology 2016.

 

18. 郑南峰团队:光化学法制备高负载量单原子催化剂!

利用光化学法制备了一种负载量1.5%的单原子Pd1/TiO2催化剂,为单原子催化剂的制备技术和特殊催化路径研究提供了新思路。

 



Pengxin Liu, Yun Zhao, Gang Fu, NanfengZheng et al. Photochemical route for synthesizing atomically dispersedpalladium catalysts. Science, 2016, 352, 797-780.

 

19. 俞书宏团队:仿生合成人工贝壳!

制备出从微观到宏观尺度上都与天然贝壳基本一致的仿生人工贝壳,为设计和制备具有优越力学性能的仿生材料提供了新的思路。

 



Libo Mao, Huailing Gao, Shuhong Yu et al. Synthetic nacre by predesignedmatrix-directed mineralization. Science 2016, 354,107-110.

 

20. 孙予罕团队:Co2C高选择性费托制低碳烯烃!

制备了一种棱柱状Co2C纳米催化剂,使费托合成实现了61%高选择性制低碳烯烃,为费托合成带来了新的生命力!

 


Liangshu Zhong, Fei Yu, Yuhan Sun et al.Cobalt carbide nanoprisms for direct production of lower olefins from syngas.Nature 2016, 538, 84–87.

 

21. Wurm团队:解开药物输送中隐身效应之谜!

发现纳米药物载体表面高分子可修饰蛋白质,特异性蛋白质可避免非特异性细胞的吞噬,为纳米递药提供了重要信息。


Susanne Schött ler, Volker Mailänder,Frederik R. Wurm et al. Protein adsorption is required for stealth effect ofpoly(ethylene glycol )- and poly( phosphoester)-coated nanocarriers. Naturenanotech., 2016.

 

22. 唐晋尧团队:纳米马达实现趋光转向!

发明了一种人造趋光性微型马达,能够感知外部光源的光照方向并自适应转向运动,为微/纳米马达在生物领域的应用带来了新的思路!

 


Baohu Dai, Jinyao Tang et al. Programmable artificial phototactic microswimmer.Nature Nanotechnology 2016.

 

23. 高超团队:全石墨烯纤维无纺布!

利用湿法融合组装技术成功研制出第一块由纯石墨烯纤维构成的无纺布织物,推动石墨烯纤维大尺度的实际应用!

 



Zheng Li, Chao Gao et al. Multifunctional non-woven fabrics of interfused graphenefibres. Nature Communications 2016, 7, 13684

 

24. 鲍哲楠团队:更安全的锂离子电池!

发明了一种快速、可逆响应的热敏高分子开关材料,使锂离子电池可以在过热情况下立刻停止工作,为电动汽车发展提供安全保障!

 


Zheng Chen, Yi Cui and Zhenan Bao et al. Fast and reversible thermoresponsive polymerswitching materials for safer batteries. Nature Energy, 2016, 1.

 

25. Hermans团队:BN实现丙烷高选择性氧化脱氢制丙烯!

发现六方氮化硼h-BN和氮化硼纳米管BNNTs对于丙烷制丙烯表现出超乎寻常的高选择性,为降低能源损耗,满足丙烯需求带来曙光!

 



J.T. Grant, I. Hermans et al. Selective oxidative dehydrogenation of propane topropene using boron nitride catalysts. Sciecne 2016, 354,, 1570-1573.

 

26. 林志群团队:纤维素模板控制制备纳米棒!

利用纤维素作为模板构建多区域隔离的微反应器,控制合成了多种尺寸、形貌和表面结构的纳米棒,提供了一种普适性的纳米棒控制制备方法。

 



Xinchang Pang, Zhiqun Lin et al. 1D nanocrystals with precisely controlled dimensions, compositions, and architectures. Science 2016, 353, 1268-1272.


27. Khalil Amine团队:基于超氧化锂的Li-O2电池!

开发了一种基于超氧化锂的Li-O2电池,而且并未发现Li2O2的存在,开启了基于LiO2的高能量密度锂电池的序幕!

 



KhalilAmine, Yang-Kook Sun, Larry A. Curtiss, Zhigang Zak Fang and Amin Salehi-Khojinet al. A lithium–oxygen battery based on lithium superoxide. Nature, 2016.

 

28. Ali Javey团队:全集成可穿戴健康传感器!

开发了一种基于塑料和硅集成电路的全集成柔性可穿戴汗液传感器,可一次性原位检测汗液中的多种复杂成分,对于个人医疗实施监控提供了全新的平台和借鉴思路!

 


 

Wei Gao, Sam Emaminejad, Ali Javey etal. Fully integrated wearable sensor arrays for multiplexed in situperspiration analysis. Nature. 2016.

 

29. Eddaoudi课题组:MOF选择性分离丙烯!

利用MOF固定的孔形状和大小,在常压下从丙烷和丙烯混合物中选择性分离丙烯,为低能耗、低成工业气体分离带来新的思路!

 



A. Cadiau, K. Adil, M. Eddaoudi et al. metal-organicframework–based splitter for separating propylene from propane. Science, 2016,353, 137-140.

 

30. 邢华斌课题组:MOF选择性分离乙炔!

利用MOF对乙炔的选择性亲和力,实现了从乙炔和乙烯混合物中选择性分离乙炔,为低能耗、低成本工业气体分离带来新的思路!

 



Xili Cui,* Kaijie Chen,* Huabin Xing, MichaelJ. Zaworotko, Banglin Chen et al. Pore chemistry and size control in hybridporous materials for acetylene capture from ethylene. Science, 2016, 353,141-144.


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