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南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系講席教授王湘麟課題組在基于納米石墨烯的高性能單原子電催化劑、C60衍生物高效儲(chǔ)鋰、CSPbBr3量子點(diǎn)鐵電性質(zhì)研究等取得重要進(jìn)展。相關(guān)論文發(fā)表于Nano Energy(IF：15.548)；ACS nano (IF：13.903)；《美國化學(xué)會(huì)志》（Journal of the American Chemical Society，IF：14.695)。發(fā)展高效穩(wěn)定的非鉑基電催化劑對(duì)質(zhì)子交換膜電池等清潔能源轉(zhuǎn)換裝置的大規(guī)模應(yīng)用具有關(guān)鍵作用。王湘麟團(tuán)隊(duì)基于結(jié)構(gòu)明確的納米石墨烯，合成了單原子鐵-氮-碳氧還原催化劑，其催化活性接近商業(yè)Pt/C，并具有高循環(huán)穩(wěn)定性。我校物理系副教授徐虎和物理系博士后黃祥構(gòu)建了理論計(jì)算模型并模擬電催化反應(yīng)過程。在鋰電池電極材料方面，王湘麟團(tuán)隊(duì)與臺(tái)灣大學(xué)高分子科學(xué)與工程研究所教授王立義(Wang Leeyih)團(tuán)隊(duì)合作，基于C60衍生物開發(fā)高性能的儲(chǔ)鋰材料，研究論文發(fā)表于ACS Nano。王湘麟團(tuán)隊(duì)與吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院袁宏明教授合作，首次發(fā)現(xiàn)全無機(jī)鹵化物鈣鈦礦CsPbBr3量子點(diǎn)具有出色的鐵電性，研究論文發(fā)表于《美國化學(xué)會(huì)志》。

在土壤中，微生物可以在低于-10MPa的水分條件下維持一定的活性，持續(xù)分解土壤有機(jī)碳，導(dǎo)致土壤微生物水分限制閾值（threshold）和土壤水分特征曲線的測量范圍不匹配。測量范圍之外的土壤水勢只能通過土壤水分特征曲線外推得到，但這種外推違反統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，可能導(dǎo)致獲得的水勢值估算出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。

本發(fā)明公開了一種高靈敏的ZnO/AlN核鞘納米棒陣列紫外光探測器的制備方法，包括如下步驟：在藍(lán)寶石襯底上生長ZnO納米棒陣列；采用磁控濺射法在ZnO納米棒上濺射不同厚度的AlN鞘層薄膜；采用濺射法或者電子束蒸鍍分別在ZnO/AlN核鞘納米棒陣列兩端制備具有歐姆接觸的金屬電極，構(gòu)成完整的器件。本發(fā)明通過簡單的磁控濺射方法，控制濺射時(shí)間，在ZnO納米棒上生長不同厚度、表面光滑均一的AlN鞘層薄膜，制備的ZnO/AlN核鞘光探測器件不僅具有更好的紫外光響應(yīng)，在360nm紫外光照射下，電壓為5V時(shí)，明暗電流比為5.5×103，提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)具有更快速的響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間，分別是0.883和0.956s。

以配合物與被檢測物（農(nóng)殘等有害物）間形成人工配體受體關(guān)系從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢測物的分子識(shí)別，同時(shí)它們具有很好的光學(xué)性能即與被測物分子間相互作用會(huì)產(chǎn)生特異的光譜響應(yīng)，通過納米與酶的復(fù)合物構(gòu)建微芯片可建立對(duì)被檢測物的“指紋圖譜”，因此，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥殘留快速檢測。檢測結(jié)果具有特異性識(shí)別的“分子指紋圖譜”效果。系統(tǒng)由微陣列芯片、微分析系統(tǒng)、光學(xué)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、信號(hào)的分析處理與顯示系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、微控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫的集成。該系統(tǒng)選擇具有特異性分子識(shí)別作用的卟啉分子，構(gòu)建微傳感陣列，以微傳感陣列與被測物分子相互

近期，我院肖瑞春副教授與中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院張昌錦研究員課題組及其合作者在二維滑移鐵電材料中發(fā)現(xiàn)了與鐵電序不完全同步的體光伏效應(yīng)，這一結(jié)果豐富了人們對(duì)鐵電序和體光伏效應(yīng)之間關(guān)系的理解，相關(guān)研究成果近期發(fā)表在《npjComputationalMaterials》上。

本發(fā)明公開了一種在硅基質(zhì)表面制備油水浸潤性光控可逆SiO2/TiO2復(fù)合涂層的方法，將硫酸洗液清洗過的硅基質(zhì)樣品浸入到SiO2凝膠中，以14厘米/分鐘速度勻速提拉出液面，使玻璃表面覆蓋均勻的SiO2涂層，220℃煅燒涂層，得到的覆蓋SiO2涂層的樣品浸入到TiO2凝膠中，以14厘米/分鐘速度勻速提拉出液面，并在500℃煅燒涂層。最后經(jīng)氟硅烷溶液浸泡進(jìn)行涂層表面改性得到光控油水浸潤性可逆轉(zhuǎn)換的SiO2/TiO2復(fù)合涂層。本發(fā)明和以往制備親疏水親疏油可逆轉(zhuǎn)換材料的方法相比，方法簡便，耗時(shí)少，不需要特殊儀器。涂層呈現(xiàn)納米TiO2微球包裹微米SiO2微球的類荷葉表面結(jié)構(gòu)，在工程領(lǐng)域中具有良好的應(yīng)用前景。

利用腸道工程菌及其代謝產(chǎn)物，創(chuàng)制新一代“生物活藥”，用于增強(qiáng)機(jī)能、治療疾病，已成為生物醫(yī)藥科學(xué)領(lǐng)域的前沿研究熱點(diǎn)。其中，如何無創(chuàng)精準(zhǔn)在體調(diào)控工程菌定植及給藥，一直是工程菌生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用轉(zhuǎn)化的難點(diǎn)之一。

在非活化烯烴官能團(tuán)化方面的研究進(jìn)展：含α-季碳中心的手性胺是許多有生物活性化合物和重要藥物的結(jié)構(gòu)單元，該結(jié)構(gòu)單元的不對(duì)稱合成一直以來是充滿挑戰(zhàn)性的課題：需要克服季碳中心的空間位阻和控制與之相連的四個(gè)取代基的正確方向。劉心元、譚斌課題組利用質(zhì)子酸（布蘭斯特酸）催化非活化烯烴的不對(duì)稱胺氫化反應(yīng)，合成了含季碳中心的α-吡咯烷類化合物。此項(xiàng)研究成果在國際上首次實(shí)現(xiàn)了通過不對(duì)稱胺氫化反應(yīng)構(gòu)建含有季碳中心的含N雜環(huán)化合物，該工作通過在底物中引入硫脲基團(tuán)，該基團(tuán)在手性磷酸（布蘭斯特酸）催化下可活化非活化烯烴和控制手性的季碳中心的形成。該方反應(yīng)具有操作簡單，產(chǎn)率高，官能團(tuán)耐受性好，綠色環(huán)保（非金屬催化的）等優(yōu)點(diǎn)，可以很方便轉(zhuǎn)化為各種具有潛在生物活性的螺環(huán)的含季碳中心的α-吡咯烷類化合物。

隨著5G芯片的高速發(fā)展，高效和精確的熱管理成為重大挑戰(zhàn)。經(jīng)典的被動(dòng)散熱系統(tǒng)利用空氣或液體的強(qiáng)制循環(huán)將熱量遞送到外部。

用各種物理手段（電場、磁場、壓力、摻雜等）創(chuàng)造新的物態(tài)或調(diào)控不同量子物態(tài)是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域廣受關(guān)注的研究前沿，并有巨大的應(yīng)用前景。而超短脈沖激光的飛速發(fā)展使得光激發(fā)調(diào)控復(fù)雜量子材料的晶體結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)成為可能。層狀過渡金屬二硫化物MoTe2可以形成幾種不同的晶體結(jié)構(gòu)并具有不同的物理性質(zhì)或拓?fù)淠軒ЫY(jié)構(gòu)，為調(diào)控或切換不同結(jié)構(gòu)相變提供了可能性。最近量子材料科學(xué)中心王楠林課題組和合作者利用超快泵浦探測和時(shí)間分辨的二次諧波探測技術(shù)，研究了MoTe2中兩個(gè)半金屬相之間激光誘導(dǎo)的亞皮秒時(shí)間尺度的結(jié)構(gòu)相變。 MoTe2是由MoTe6八面體結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的原子層沿c方向堆疊形成的二維材料系統(tǒng)，不同的堆疊方式具有不同晶體對(duì)稱性。1T-MoTe2在室溫時(shí)是單斜的1T’相，隨著溫度降低在250K時(shí)發(fā)生結(jié)構(gòu)相變，轉(zhuǎn)變成正交的T_d相，其中可以存在第二類外爾費(fèi)米子。王楠林課題組通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度的近紅外激光脈沖可以在亞皮秒時(shí)間尺度內(nèi)將中心反演對(duì)稱性破缺的T_d相驅(qū)動(dòng)到具有中心反演對(duì)稱的1T’相。該相變發(fā)生的最明顯的特征是時(shí)間分辨的反射率變化中橫向剪切振蕩聲子的消失和二次諧波強(qiáng)度的急劇下降。通過選擇和改變激發(fā)脈沖的脈寬和波長，從實(shí)驗(yàn)上排除了激光加熱效應(yīng)。該項(xiàng)研究首次在超快亞皮秒尺度內(nèi)實(shí)現(xiàn)了激光誘導(dǎo)的非加熱效應(yīng)引起的MoTe2晶體中第二類Weyl半金屬相與正常半金屬相的超快結(jié)構(gòu)相變。它為超快激光控制固體的拓?fù)涮匦蚤_辟了新的可能性，使超快激光激發(fā)的拓?fù)溟_關(guān)器件具有潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 該工作于2019年5月22日在線發(fā)表于著名學(xué)術(shù)期刊Physical Review X（Phys. Rev. X 9, 021036 (2019)），第一作者為量子材料中心博士生張夢瑤，王楠林教授和其研究組的董濤博士是通訊作者，量子材料科學(xué)中心王健教授研究組為該工作提供了樣品。該項(xiàng)研究得到國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、國家重點(diǎn)研究開發(fā)項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持。