盘点：2018材料领域发表的Nature论文！
2019-01-08 11:09:57
作者：本网整理 来源：材料科学网
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Nature作为殿堂级顶刊，发表在其上的论文往往具有广泛的影响力和重要意义。下面我们一起来回顾2018年材料领域相关成果吧！点击蓝色标题即可查看详细介绍。
量子霍尔效应是20世纪以来凝聚态物理领域最重要的科学发现之一，迄今已有四个诺贝尔奖与其直接相关。但一百多年来，科学家们对量子霍尔效应的研究仍停留于二维体系，从未涉足三维领域。复旦大学物理学系修发贤课题组首先在该领域实现重大突破，在迈出了从二维到三维的关键一步。
科学家使用超显微镜，观察到以原子分辨率显示的锂离子在电化学充放电过程中的表现，证明了在单个纳米电池中双层石墨烯发生的可逆锂离子吸收。实验结果让研究人员感到吃惊，传统的石墨基电池只有少数紧密堆积的锂在两层碳层之间，而在石墨烯纳米电池里发现非常密集的锂层。
团队制备的OLED最大EQE分别达到27%和17%，已接近100%IQE的理论极限值，是目前为止已报道的深红光/近红外光发光二极管（LED）中的最高值。该研究成果是OLED研究领域的重大突破，展现了发光自由基在有机光电领域的应用前景，为OLED的研究开辟了新的方向。
曹原所在团队在魔角扭曲的双层石墨烯中发现新的电子态，可以简单实现绝缘体到超导体的转变，打开了非常规超导体研究的大门。Nature杂志在2018年3月5日以背靠背的长文形式，在网站刊登了这项还没来得及排版的重大研究成果，并配以评述。
此次论文的刊发标志着魏展画教授团队在钙钛矿电致发光领域取得了重大研究进展。论文中，他们提出了一种全新的薄膜制备策略并优化了LED器件结构，制备出了高亮度、高量子转换效率和较好稳定性的钙钛矿LED器件。其中，该钙钛矿LED器件的外量子效率高达20.3%，刷新了世界纪录。
吕昭平教授团队打破人们对传统间隙固溶强化的认知，发现间隙原子的添加不仅能提高合金的强度，也能大幅度提高合金的塑性，并提出了一种设计高强度高塑性金属材料的新的合金设计思路。为科研工作者重新认识间隙强化和有序强化并设计出高强度高韧性金属材料提供了新思路。
本工作阐释了非铅双钙钛矿Cs2AgInCl6中自限域激子的发光特性，创新性的通过Na+合金化和Bi3+痕量掺杂实现了高效稳定的单基质白光发光，不仅为非铅钙钛矿发光材料的研究指明了一条道路，其制备的单基质白光荧光粉具有简单易制备、稳定且高效的优势，有希望在绿色照明方面实现产业化应用。
该工作首次成功地实验揭示了在天然材料的平面内各项异性传播的极化激元，并且建立了两种各向异性极化激元的理论模型。这种各向异性极化激元为不断增长的范德华尔斯层状材料极化激元大家庭增加了独特的一员。为在纳米尺度定向控制光传输和光-物质相互作用提供了一个崭新的途径。
采用了金属性的层状材料作为研究对象，最终得到了一种新型的二维磁性材料Fe3GeTe2。张远波团队实验发现，单层的Fe3GeTe2在低温下仍具有铁磁长程序以及面外磁各向异性。更为重要的是，用锂离子插层Fe3GeTe2薄层，使得样品的铁磁转变温度提高到室温以上，为未来该材料制作电子器件提供了可能。
由西北工业大学与南京工业大学组成的团队在钙钛矿发光二极管（LED）领域再次取得重大突破。他们在世界上首次通过自发形成的具有亚微米尺度的离散型钙钛矿，使LED的光提取效率得到大幅度提升，在低成本、高亮度、大面积LED领域展现出独特的应用潜力。
该研究团队发明了一种简单有效的方法可以把原生木材直接处理成为一种超强超韧的高性能结构材料。通过简单的两步处理方式获得的超级木头的各项机械性能，包括拉压弯强度、韧性、刚度、硬度、抗冲击性能等， 都超出原生木材10倍以上， 展示出超级木头作为未来结构材料之星的巨大潜力。
万有引力常数G的测量精度是目前所有基本常数中最差的，因为精度问题很多与之相关的基础科学难题至今无法解决。此次罗俊院士团队采用两种不同方法测G，精度均达到国际最好水平，吻合程度接近10-5的水平，这将为提升我国在基础物理学领域的话语权、为物理学界确定高精度的引力常数G的推荐值做出实质性贡献。
西北工业大学黄维院士与新加坡国立大学刘小钢教授以及福州大学杨黄浩教授带领下的国际合作团队，在X射线闪烁体研究领域取得了突破性的重大进展，使之成为可能。不仅实现了基于该型闪烁体的彩色辐射发光显示，还集成了一种柔性和超高灵敏度的X射线探测器，探索了X射线探测器的结果可视化以及在电子电路领域的应用。
首次建立了离子水合物的微观结构和输运性质之间的直接关联，刷新了人们对于受限体系中离子输运的传统认识。此外，该工作发展的实验技术也首次将水合相互作用的研究精度推向了原子层次，未来有望应用到更多更广泛的水合物体系，开辟全新的研究领域。
本成功研发出“锂空气”电池，该技术产品最终可能成为锂离子电池的最佳替代者，有可能帮助突破电动汽车里程瓶颈。能量储存容量约为锂离子电池的3倍，而在进一步研究的情况下，可以实现5倍储能。这将是超越锂离子电池的重要一步。这对清洁能源未来的发展也将有着重要意义。
美国斯坦福大学华人教授鲍哲南科研团队在柔性电子领域实现了制造工艺的新突破，首次成功开发出更易量产的高密度、高灵敏度可拉伸晶体管阵列，这一成果在电子皮肤等研究中具有突破性意义。
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