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氯取代策略实现高效率和高稳定性的聚合物太阳能电池
何凤课题组实现了有机太阳能电池效率和稳定性的双重提高。目前何凤课题组研制的氯取代聚合物太阳能电池能量转换效率达到11.2％，是富勒烯类有机太阳能电池体系最高效率之一。 何凤教授介绍，氯原子具有较强的电负性和原子半径，能够在更大的范围内调节分子的能级结构，提高有机太阳能电池的开路电压和效率。同时，氯原子在外围有空的3d轨道，可以赋予电子单元或共轭体系更强的相互作用，同时可通过这种强的分子间相互作用有效地调节材料的薄膜稳定性，使其器件使用寿命长于其他太阳能电池。 此外，氯取代策略在合成上相对容易而且原材料价格较低，因此在工业生产过程中能够大大节约成本，有利于太阳能电池的批量生产和商业化推广。
南方科技大学
2021-04-13
超分子介孔材料对有机污染物的吸附回收及可控释放取得
以咔唑为中心，在其2，7，9号为分别进行芳基化，制备了新型的二维、三维的螺旋桨状芳香性两亲物， 并通过折叠芳香性平面的组装制备了空心球。与传统的基于一维芳香性分子的超分子多孔材料相比，二、三维π-共轭组装体在水溶液中提供了疏水性碳环境，可以吸附回收水中的有机污染物。研究结果表明，制备的介孔球对有机污染物—乙炔雌二醇（Eo）和双酚A（BPA）的回收率分别为92％和90％。值得注意的是，介孔球可以识别盐的浓度。随着盐的加入，折叠的芳香性分子被观察到逐渐变得平坦，诱导强的π-π相互作用，使多孔球体融化并相连一起形成实心的纤维。这种多孔向无孔材料的转变引发被吸附的污染物从多孔结构中自发释放，而随后的透析使超分子多孔结构恢复吸附容量。
中山大学
2021-04-13
新的含多膦酸端基的两性离子聚合物及其制备方法和用途
本发明公开了一种新的含多膦酸端基的两性离子聚合物及其制备方法和用途。本发明含多膦酸端基的两性离子聚合物具有如式（Ⅰ）所示的结构：式（Ⅰ）中，10≤n≤37。本发明含多膦酸端基的两性离子聚合物可用于金属氧化物表面接枝改性，使改性表面具备优异亲水、抗蛋白质吸附能力、抗细菌附着能力，特别适用于含金属氧化物表面的医用生物材料表面的快速改性修饰，提高材料的生物相容性、抗细菌附着和表面润滑能力。
浙江大学
2021-04-13
二维拓扑材料MoTe2中发现光激发诱导的亚皮秒时间尺度结构相变
用各种物理手段（电场、磁场、压力、掺杂等）创造新的物态或调控不同量子物态是凝聚态物理领域广受关注的研究前沿，并有巨大的应用前景。而超短脉冲激光的飞速发展使得光激发调控复杂量子材料的晶体结构和电子性质成为可能。层状过渡金属二硫化物MoTe2可以形成几种不同的晶体结构并具有不同的物理性质或拓扑能带结构，为调控或切换不同结构相变提供了可能性。最近量子材料科学中心王楠林课题组和合作者利用超快泵浦探测和时间分辨的二次谐波探测技术，研究了MoTe2中两个半金属相之间激光诱导的亚皮秒时间尺度的结构相变。 MoTe2是由MoTe6八面体结构单元构成的原子层沿c方向堆叠形成的二维材料系统，不同的堆叠方式具有不同晶体对称性。1T-MoTe2在室温时是单斜的1T’相，随着温度降低在250K时发生结构相变，转变成正交的T_d相，其中可以存在第二类外尔费米子。王楠林课题组通过实验发现高强度的近红外激光脉冲可以在亚皮秒时间尺度内将中心反演对称性破缺的T_d相驱动到具有中心反演对称的1T’相。该相变发生的最明显的特征是时间分辨的反射率变化中横向剪切振荡声子的消失和二次谐波强度的急剧下降。通过选择和改变激发脉冲的脉宽和波长，从实验上排除了激光加热效应。该项研究首次在超快亚皮秒尺度内实现了激光诱导的非加热效应引起的MoTe2晶体中第二类Weyl半金属相与正常半金属相的超快结构相变。它为超快激光控制固体的拓扑特性开辟了新的可能性，使超快激光激发的拓扑开关器件具有潜在的实际应用价值。 该工作于2019年5月22日在线发表于著名学术期刊Physical Review X（Phys. Rev. X 9, 021036 (2019)），第一作者为量子材料中心博士生张梦瑶，王楠林教授和其研究组的董涛博士是通讯作者，量子材料科学中心王健教授研究组为该工作提供了样品。该项研究得到国家自然科学基金委员会、国家重点研究开发项目等项目的支持。
北京大学
2021-04-11
超分子化学调堵剂的应用技术
超分子调堵剂 HCP 是一种水溶性的阳离子高分子，是通过水解聚丙烯酰胺 的羧基阴离子与阳离子高分子反应生成凝胶进行调剖堵水的，HCP 具有交联效 果明显，生产成本较低的优势。该技术从小试、中试，室内物模试验到矿场试 验，经过各阶段试验改进、不断优化，逐步形成了一套配合聚合物驱的应用技 术，具备了一定的推广条件。
山东大学
2021-04-13
超分子化学调堵剂的应用技术
超分子调堵剂HCP是一种水溶性的阳离子高分子，是通过水解聚丙烯酰胺的羧基阴离子与阳离子高分子反应生成凝胶进行调剖堵水的，HCP具有交联效果明显，生产成本较低的优势。该技术从小试、中试，室内物模试验到矿场试验，经过各阶段试验改进、不断优化，逐步形成了一套配合聚合物驱的应用技术，具备了一定的推广条件。
山东大学
2021-04-14
取得配位超分子自组装新进展
以单层稀土MOF作为晶种，通过不同稀土离子MOF的异质同晶特性和液相各向异性外延生长策略，构筑了具有亚毫米尺度的间隔色域发光多层次异核稀土MOF单晶，并实现了独特的光谱编码和空间编码结合的三维微区编码器件模型。基于初始单层稀土MOF晶核的不同空间群结晶特性，其在不同晶面呈现生长速度不同的各向异性，从而最终分别获得了核-壳型（core-shell）和条带型（striped）两类不同的多层次异核稀土MOF单晶。在保持均一的周期性长程有序单晶结构的同时，其光物理特性则因不同区域稀土离子的人为控制化生长，表现出核壳或条带状间隔区域多色发光。利用微区荧光探测技术，通过改变多层次异核稀土MOF单晶的位置或角度，可分别实现基于不同层稀土MOF的红、绿、蓝等三基色发光，以及基于不同层间、不同入射和发射光路间组合调控的全色域多色发光和白光。同时，上述异核多稀土单晶MOF的组装和调光特性亦可在近红外发光的稀土离子间实现。基于此，进一步建立了一种独特的光谱编码与空间编码相结合的三维微区编码器件模型。在亚毫米尺度的单晶光学器件范围内，通过调变不同位置和空间取向的三维操作式编码，结合具有不同发光色域的光谱读出式编码，实现了高通量、多通路、多模式的全色域发光颜色可编码性与可读出性。
中山大学
2021-04-13
基于二维正交各向异性复合材料板的热模态对结构参数的灵敏度分析方法
本发明公开了一种基于二维正交各向异性复合材料板的热模态对结构参数的灵敏度分析方法，包括如下步骤：（１）求解考虑拉压、弯曲、剪切变形的二维正交各向异性复合材料板线性刚度矩阵Ｋ０；（２）求解热结构的初应力刚度矩阵Ｋσ；（３）求解考虑热应力影响的结构有限元动力学方程的目标函数，即为转化为考虑结构热应力影响的广义特征值问题；（４）基于步骤（３）中的目标函数ｆ，采用复变函数法求解二维正交各向异性复合材料板的热模态对结构参数的灵敏度。本发明考虑了热应力对结构刚度以及结构响应（热模态）分析的影响，能够利用复变函数法分析得到精度较高的热模态对结构参数的灵敏度矩阵。
东南大学
2021-04-11
在二维拓扑材料MoTe2中发现光激发诱导的亚皮秒时间尺度结构相变
MoTe2是由MoTe6八面体结构单元构成的原子层沿c方向堆叠形成的二维材料系统，不同的堆叠方式具有不同晶体对称性。1T-MoTe2在室温时是单斜的1T’相，随着温度降低在250K时发生结构相变，转变成正交的T_d相，其中可以存在第二类外尔费米子。王楠林课题组通过实验发现高强度的近红外激光脉冲可以在亚皮秒时间尺度内将中心反演对称性破缺的T_d相驱动到具有中心反演对称的1T’相。该相变发生的最明显的特征是时间分辨的反射率变化中横向剪切振荡声子的消失和二次谐波强度的急剧下降。通过选择和改变激发脉冲的脉宽和波长，从实验上排除了激光加热效应。该项研究首次在超快亚皮秒尺度内实现了激光诱导的非加热效应引起的MoTe2晶体中第二类Weyl半金属相与正常半金属相的超快结构相变。它为超快激光控制固体的拓扑特性开辟了新的可能性，使超快激光激发的拓扑开关器件具有潜在的实际应用价值。 该工作于2019年5月22日在线发表于著名学术期刊Physical Review X（Phys. Rev. X 9, 021036 (2019)），第一作者为量子材料中心博士生张梦瑶，王楠林教授和其研究组的董涛博士是通讯作者，量子材料科学中心王健教授研究组为该工作提供了样品。该项研究得到国家自然科学基金委员会、国家重点研究开发项目等项目的支持。Figure: Pump induced SHG time traces of MoTe2 at selected fluences at T=10 K. The graph shows that as the laser fluence increases, the signal of the second harmonic of the sample drops significantly. The inset is a time-resolved schematic diagram of second harmonic detection
北京大学
2021-04-11
宏观超分子自组装铀分离的新方法
低碳排放的核能被认为是解决世界日益增长的清洁能源需求最有希望的方案之一。铀是生产核能的重要原料，其分离和提纯引起了研究者们的广泛兴趣。溶剂萃取是目前最成熟的铀分离和提纯技术。然而传统的萃取流程步骤较多，需要进行反萃和进一步浓缩等后续处理才能达到最终分离富集目标金属离子的目的。由此带来一个棘手的问题，即传统的萃取往往伴随着大量的有机废液甚至放射性废液产生，这些废物如不能得到妥善处理和处置，将给环境带来巨大的潜在威胁。 宏观超分子自组装（Macroscopic supramolecular assembly, MSA）是超分子化学的研究前沿。要实现宏观尺度的超分子自组装，有两个必须满足的条件：第一，组装模块之间要有分子间相互作用力；第二，要有持续的驱动力推动这些组装模块相互靠近，使他们的距离达到纳米尺度以下，让大量的分子间相互作用力能够发生，从而实现宏观自组装。马朗戈尼效应(Marangoni effect)是实现宏观尺度超分子自组装的一种理想的驱动力。然而，表面张力梯度引起的马朗戈尼效应通常持续时间较短，导致组装效率较低。
北京大学
2021-04-11