大學之道,在明明德,
在親民,在止于至善!
《大學》
科學之道,亦在止于至善。竊以為,科學的止于至善,無非兩點:
1.攻堅克難,實現更高、更快、更強、更穩定;
2.挑戰經典,打破傳統,發現未知。
2018年,就是這樣止于至善的一年,Never Goodenough的一年!
Never Goodenough
2018年,96歲高齡的鋰離子電池之父John B. Goodenough 老爺子仍奮戰在科研一線,致力于開發更安全的全固態電池,不斷追尋更完美的鋰電池解決方案。
在Never Goodenough的科研之路上,除了Goodenough老爺子,還有很多同行的科學家,他們要么攻堅克難,要么挑戰經典。因為他們每個人都深知科研無止境,每個人都希望能夠通過自己的研究讓這個世界變得Goodenough!
攻堅克難,更高更強
鈣鈦礦星光四溢
2018年,鈣鈦礦全面爆發,可謂風生水起。一方面,鈣鈦礦單結電池效率多次突破,達到23.7%的新紀錄,鈣鈦礦/晶硅疊層太陽能電池效率紀錄也上升到28%。更高效率、更穩定,更安全、更低成本、更少污染的大規模太陽能電池指日可待。
更受人矚目的是,鈣鈦礦在發光領域的重大突破也是此起彼伏,光彩奪目。鈣鈦礦LED外量子效率(EQE)超過20%,創造新的紀錄;穩定發暖白光的無鉛合金化鈣鈦也實現了高達86%發光效率;鹵化鉛鈣鈦礦納米晶組裝成三維超晶格,可以發射超級熒光;基于量子力學的經典理論被推翻,鹵化鉛鈣鈦礦半導體納米晶具三線態可以發出更亮的光!
除此之外,世界首例無金屬的全有機鈣鈦礦鐵電體也在中國問世,這類材料將在數據存儲、邏輯運算、光量子通信、光學雷達、能源轉換等應用中嶄露頭角。一種含有Cs和Pb的全無機鈣鈦礦納米晶閃爍體所制造的柔性X-射線探測器,具有更高靈敏度,探測極限最低可達到13 nGy s-1,是典型醫學成像輻射劑量的1/400。
高熵合金剛柔并濟
2018年,高熵合金成為一匹黑馬,閃亮登場。一方面,科學家一次又一次突破瓶頸,打破了金屬材料強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確可控。
納米合成以一當十
2018年,納米材料合成策略變得更加精準,更加普適性,更具規模化放大和實用性。一種方法合成超過40多種材料也并不是難事,一套設備適用于各種不同二維異質結的生長。
鉆石可以被掰彎
2018年,單晶納米鉆石強度達到接近其理論極限的89-98 GPa,彈性形變達到9%,開辟了納米鉆石在微電子器件和藥物輸送等領域的新應用。
木材可以像鋼鐵一樣堅硬
2018年,新型的密實化處理工藝,可以使天然木材強度提高11倍,密度提高3倍,比強度達到422.2± 36.3 MPa cm3 g?1,超過眾多金屬和合金材料。
更高的電鏡空間分辨率
2018年,科學家采用一種新的層疊衍射圖像重構技術(ptychography)和自主研制的電子探測相機,在低電壓(80 kV)成像條件下,實現了0.00000000004米的空間分辨率,刷新了電鏡空間分辨率的世界紀錄。
更精確的萬有引力常量
2018年,萬有引力常量G獲得更精確的數值,相對不確定度優于12ppm,成為新紀錄。而在這背后,是科學家30年的蟄伏。
更高對映選擇性的Ugi四組分反應
2018年,科學家利用手性磷酸(一種手性催化劑)實現對映選擇性的Ugi四組分反應,對映體過量指標達到90%以上,攻克有機化學半世紀世界難題!
更高阻塞溫度的單分子磁體
2018年,單分子磁性材料首次突破液氮溫度,阻塞溫度達到80K,不再需要通過液He冷凍到極低溫度下就能實現優異的磁記憶效應,具有實際應用價值的、高阻塞溫度的單分子磁體出爐,將為我們在更小尺寸的硬盤上實現更大的存儲容量!
MORE……
2018年,
柔性生物傳感器實現自供能,
原位TEM可以表征Li這樣的輕質元素,
多種二維材料實現更大尺寸的晶圓級規模化制備,
肖特基-莫特規則的理論極限被實驗證實,
超長、無缺陷的超級碳納米管纖維拉伸強度達到80 GPa的歷史新高度,
有機半導體激子傳遞超過200 nm,
石墨烯等離激元打破新紀錄!
……
挑戰經典,發現未知
打開非常規超導的大門
2018年,科學家在魔角扭曲的雙層石墨烯中發現新的電子態,可以簡單實現絕緣體到超導體的轉變,打開了非常規超導體研究的大門。
首次揭示三維量子霍爾效應奧秘
2018年,量子霍爾效應自1903年發現之后的一百多年來,終于突破二維體系,正式進入三維領域,科學家首次揭示了三維量子霍爾效應中電子運動機制。
首次直接觀測到化學反應中的“幾何相位”效應
2018年,科學家利用國際上最高分辨率的交叉分子束離子成像裝置,結合高精度量子分子反應動力學理論分析,首次直接觀測到化學反應中的“幾何相位”效應,成功揭示了“幾何相位”在化學反應中獨特的作用以及“幾何相位”效應的物理本質。
顛覆傳統導熱理論
2018年,硼化砷顛覆了超晶格熱導率的傳統理論,具有更高熱導率,成為導熱新霸主,將在導熱領域掀起革命性浪潮!
顛覆18電子規則
2018年,科學家在低溫Ne環境中驚奇地發現并證明了8配位穩定的堿土金屬羰基復合物M(CO)8,(M=Ca, Sr或Ba)。這一發現打破經典認知,表明18電子規則也適用于過渡金屬之外的堿土金屬。原來,主族元素與過渡金屬元素之間的界限,并不是元素周期表劃分的那么簡單!
顛覆經典成核理論
2018年,經典成核理論被打破,科學家發現二維晶體生長可以不需要尺寸能壘,臨界成核尺寸為零。
顛覆熱力學經典理論
2018年,科學家發現,當金屬表面納米晶晶粒尺寸小于臨界尺寸時,晶粒越小,納米晶熱穩定性越高。打破了經典理論所認為的:納米晶尺寸越小,熱力學越不穩定。
革新傳統催化反應路徑
2018年,科學家發現通過電子或振動激發催化劑表面的吸附分子,等離激元納米顆粒中產生的熱載流子可降低化學反應活化能壘,從而觸發傳統熱力學或動力學不支持的反應。這項研究為提高非均相光催化反應的選擇性和活性提供了更深入的理論認識,將對傳統化學反應路徑產生革命性影響!
MORE……
2018年,
晶體破了也可以“重圓”,
鐵基超導中發現馬約拉納邊界態證據
電極變厚到200μm照樣可以有高電容
SWCNT的手性來源于納米管邊界的熵驅動
……
科學之道,在止于至善;人生之道,亦不外乎于是。科學家或許生來就是要去發現,去探索,去創造更完美的世界,這是他們的使命和一生的追求!
所以,有那么多耄耋之年的老科學家,在身體允許的情況下還是會堅持每天到實驗室,了解最新的科研情況,進行一些指導,或者甚至就是坐在那里,看看書,學學新知識,打個盹兒。因為,對于他們來說,實驗室就是他們的一生。
圖片來源:圖行天下
2018年,中國科研實力更加強大,在頂級學術期刊和國際學術場合的地位和影響力也逐漸增加,但是在很多研究領域依然與發達國家存在較大差距。在論文和專利數量已經足夠龐大的歷史時刻,我們最需要的,就是原創:要挑戰權威,要創新思維,不做Me too式研究,不浪費國家經費,不埋沒別人才華,不虛度自己光陰。
正如爾·柯察金在《鋼鐵是怎么樣煉成的》一書中所說:“一個人的生命應當這樣度過:當他回首往事的時候,也不因虛度年華而悔恨,也不因碌碌無為而羞愧。”
2018年,一個叫納米人的科研知識分享平臺持續和所有科研人員一起進行科研知識分享,學術成果交流、科研技能提升以及振興國產期刊。雖然戰戰兢兢,臨淵履薄,但他們從未懈怠!
2019年,我們希望能做的更多,更好,更有意義。如古人云:雖千萬人,吾往矣!
不忘初心丨止于至善