Never Goodenough的2018年!
Jeff 纳米人 2018-12-31

大学之道,在明明德,

在亲民,在止于至善!

《大学》

 

科学之道,亦在止于至善。窃以为,科学的止于至善,无非两点:

1.攻坚克难,实现更高、更快、更强、更稳定;

2.挑战经典,打破传统,发现未知。

 

2018年,就是这样止于至善的一年,Never Goodenough的一年!

 

Never Goodenough

 

2018年,96岁高龄的锂离子电池之父John B. Goodenough 老爷子仍奋战在科研一线,致力于开发更安全的全固态电池,不断追寻更完美的锂电池解决方案。

 

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在Never Goodenough的科研之路上,除了Goodenough老爷子,还有很多同行的科学家,他们要么攻坚克难,要么挑战经典。因为他们每个人都深知科研无止境,每个人都希望能够通过自己的研究让这个世界变得Goodenough!

 

攻坚克难,更高更强

 

钙钛矿星光四溢

2018年,钙钛矿全面爆发,可谓风生水起。一方面,钙钛矿单结电池效率多次突破,达到23.7%的新纪录,钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池效率纪录也上升到28%。更高效率、更稳定,更安全、更低成本、更少污染的大规模太阳能电池指日可待。

  

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更受人瞩目的是,钙钛矿在发光领域的重大突破也是此起彼伏,光彩夺目。钙钛矿LED外量子效率(EQE)超过20%,创造新的纪录;稳定发暖白光的无铅合金化钙钛也实现了高达86%发光效率;卤化铅钙钛矿纳米晶组装成三维超晶格,可以发射超级荧光;基于量子力学的经典理论被推翻,卤化铅钙钛矿半导体纳米晶具三线态可以发出更亮的光!

 

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除此之外,世界首例无金属的全有机钙钛矿铁电体也在中国问世,这类材料将在数据存储、逻辑运算、光量子通信、光学雷达、能源转换等应用中崭露头角。一种含有Cs和Pb的全无机钙钛矿纳米晶闪烁体所制造的柔性X-射线探测器,具有更高灵敏度,探测极限最低可达到13 nGy s-1,是典型医学成像辐射剂量的1/400。


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高熵合金刚柔并济

2018年,高熵合金成为一匹黑马,闪亮登场。一方面,科学家一次又一次突破瓶颈,打破了金属材料强度和塑性不可兼得的魔咒;另一方面高熵合金的合成更加精确可控。

 

纳米合成以一当十

2018年,纳米材料合成策略变得更加精准,更加普适性,更具规模化放大和实用性。一种方法合成超过40多种材料也并不是难事,一套设备适用于各种不同二维异质结的生长。 


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钻石可以被掰弯

2018年,单晶纳米钻石强度达到接近其理论极限的89-98 GPa,弹性形变达到9%,开辟了纳米钻石在微电子器件和药物输送等领域的新应用。

 

木材可以像钢铁一样坚硬

2018年,新型的密实化处理工艺,可以使天然木材强度提高11倍,密度提高3倍,比强度达到422.2± 36.3 MPa cm3 g−1,超过众多金属和合金材料。

 

更高的电镜空间分辨率

2018年,科学家采用一种新的层叠衍射图像重构技术(ptychography)和自主研制的电子探测相机,在低电压(80 kV)成像条件下,实现了0.00000000004米的空间分辨率,刷新了电镜空间分辨率的世界纪录。


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更精确的万有引力常量

2018年,万有引力常量G获得更精确的数值,相对不确定度优于12ppm,成为新纪录。而在这背后,是科学家30年的蛰伏。

 

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更高对映选择性的Ugi四组分反应

2018年,科学家利用手性磷酸(一种手性催化剂)实现对映选择性的Ugi四组分反应,对映体过量指标达到90%以上,攻克有机化学半世纪世界难题!

 

更高阻塞温度的单分子磁体

2018年,单分子磁性材料首次突破液氮温度,阻塞温度达到80K,不再需要通过液He冷冻到极低温度下就能实现优异的磁记忆效应,具有实际应用价值的、高阻塞温度的单分子磁体出炉,将为我们在更小尺寸的硬盘上实现更大的存储容量!

 

MORE……

2018年,

柔性生物传感器实现自供能,

原位TEM可以表征Li这样的轻质元素,

多种二维材料实现更大尺寸的晶圆级规模化制备,

肖特基-莫特规则的理论极限被实验证实,

超长、无缺陷的超级碳纳米管纤维拉伸强度达到80 GPa的历史新高度,

有机半导体激子传递超过200 nm,

石墨烯等离激元打破新纪录!

…… 

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挑战经典,发现未知

 

打开非常规超导的大门

2018年,科学家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。 

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首次揭示三维量子霍尔效应奥秘

2018年,量子霍尔效应自1903年发现之后的一百多年来,终于突破二维体系,正式进入三维领域,科学家首次揭示了三维量子霍尔效应中电子运动机制。

 

首次直接观测到化学反应中的“几何相位”效应

2018年,科学家利用国际上最高分辨率的交叉分子束离子成像装置,结合高精度量子分子反应动力学理论分析,首次直接观测到化学反应中的“几何相位”效应,成功揭示了“几何相位”在化学反应中独特的作用以及“几何相位”效应的物理本质。 

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颠覆传统导热理论

2018年,硼化砷颠覆了超晶格热导率的传统理论,具有更高热导率,成为导热新霸主,将在导热领域掀起革命性浪潮!

 

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颠覆18电子规则

2018年,科学家在低温Ne环境中惊奇地发现并证明了8配位稳定的碱土金属羰基复合物M(CO)8,(M=Ca, Sr或Ba)。这一发现打破经典认知,表明18电子规则也适用于过渡金属之外的碱土金属。原来,主族元素与过渡金属元素之间的界限,并不是元素周期表划分的那么简单!

 

颠覆经典成核理论

2018年,经典成核理论被打破,科学家发现二维晶体生长可以不需要尺寸能垒,临界成核尺寸为零。

 

颠覆热力学经典理论

2018年,科学家发现,当金属表面纳米晶晶粒尺寸小于临界尺寸时,晶粒越小,纳米晶热稳定性越高。打破了经典理论所认为的:纳米晶尺寸越小,热力学越不稳定。

 

革新传统催化反应路径

2018年,科学家发现通过电子或振动激发催化剂表面的吸附分子,等离激元纳米颗粒中产生的热载流子可降低化学反应活化能垒,从而触发传统热力学或动力学不支持的反应。这项研究为提高非均相光催化反应的选择性和活性提供了更深入的理论认识,将对传统化学反应路径产生革命性影响!

 

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MORE……

2018年,

晶体破了也可以“重圆”,

铁基超导中发现马约拉纳边界态证据

电极变厚到200μm照样可以有高电容

SWCNT的手性来源于纳米管边界的熵驱动

……

 

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科学之道,在止于至善;人生之道,亦不外乎于是。科学家或许生来就是要去发现,去探索,去创造更完美的世界,这是他们的使命和一生的追求!

 

所以,有那么多耄耋之年的老科学家,在身体允许的情况下还是会坚持每天到实验室,了解最新的科研情况,进行一些指导,或者甚至就是坐在那里,看看书,学学新知识,打个盹儿。因为,对于他们来说,实验室就是他们的一生。

 

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图片来源:图行天下

 

2018年,中国科研实力更加强大,在顶级学术期刊和国际学术场合的地位和影响力也逐渐增加,但是在很多研究领域依然与发达国家存在较大差距。在论文和专利数量已经足够庞大的历史时刻,我们最需要的,就是原创:要挑战权威,要创新思维,不做Me too式研究,不浪费国家经费,不埋没别人才华,不虚度自己光阴。

 

正如尔·柯察金在《钢铁是怎么样炼成的》一书中所说:“一个人的生命应当这样度过:当他回首往事的时候,也不因虚度年华而悔恨,也不因碌碌无为而羞愧。”

  

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2018年,一个叫纳米人的科研知识分享平台持续和所有科研人员一起进行科研知识分享,学术成果交流、科研技能提升以及振兴国产期刊。虽然战战兢兢,临渊履薄,但他们从未懈怠!

 

2019年,我们希望能做的更多,更好,更有意义。如古人云:虽千万人,吾往矣!


不忘初心丨止于至善

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