InfoMat:2020年第一期上线!

2020年1月28日,InfoMat第二卷第一期正式上线!虽然因为新型冠状病毒的肆虐,阻碍了广大科研工作者的工作,学习,InfoMat将为大家持续提供信息材料领域的最近研究进展!在此,InfoMat编辑部提醒大家注意防护,减少外出,勤洗手,远离病毒。

本期由新加坡国立大学John Wang教授,延世大学Jang-Ung Park教授团队,华南理工大学黄飞教授,北京大学郭雪峰教授,南开大学牛志强教授,中国科学院物理研究所胡勇胜研究员,同济大学黄佳教授,国家纳米科学中心刘新风研究员、北京大学张青教授、南京理工大学王跃教授,清华大学张莹莹教授,中科院北京纳米能源与系统研究所李舟研究员为大家带来纳米材料的新进展。本期一共有10篇综述性论文。

全部论文均为开放获取,读者可免费阅读全部文章。点击阅读原文,即可进入InfoMat2020年第一期主页下载阅读并引用所有文章。(原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/toc/25673165/2020/2/1

第二卷第一期封面

1. One-dimensional and Two-dimensional Synergized Nanostructures for High-performing Energy Storage and Conversion

Xin Li, John Wang*

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关键词:1D-2D synergized nanostructure, cactus-like nanostructure, core/shell nanostructure, energy storage/conversion, sandwich-like nanostructure

利用一维(1D)和二维(2D)材料,以1D/2D的协同纳米结构组装而成的电极,是获得高电化学性能的有效途径。对此,新加坡国立大学的John Wang教授团队综述了1D/2D协同纳米结构的类型,包括核壳结构,类仙人掌结构以及类三明治结构。并对每种结构的特性,电化学性质以及在能源存储和转换领域的应用进展。最后讨论了1D/2D协同纳米结构面临的挑战和发展方向。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12040

2. Flexible Electronics Based on One-dimensional and Two-dimensional Hybrid Nanomaterials

Jihun Park, Jae Chul Hwang, Gon Guk Kim, Jang-Ung Park*

关键词:flexible electronics, hybrid nanomaterials, one-dimensional nanomaterials, two-dimensional nanomaterials, wearable electronics

近年来,纳米材料(如金属纳米线、石墨烯或过渡金属硫属化合物)的出现促进了柔性和可穿戴电子行业的蓬勃发展。然而,单个的材料都具有明显的缺点,严重阻碍了柔性电子的发展。为了突破这一限制,具有一维/二维(1D/2D)混合结构的复合纳米材料得到了广泛的研究。基于此,来自韩国延世大学的Jang-Ung Park教授团队在InfoMat上发表综述,简要介绍了1D,2D以及1D/2D纳米材料的基本性质,并综述了基于1D/2D复合纳米材料的柔性电子器件的研究概况和发展趋势,包括在能源器件、光学器件、电子器件等领域的应用进展。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12047

3. Near-infrared Organic Photoelectric Materials for Light-harvesting Systems: Organic Photovoltaics and Organic Photodiodes

Boming Xie, Zhongxin Chen, Lei Ying, Fei Huang*, Yong Cao

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关键词:near infrared, organic optoelectronic materials, organic photodiodes, organic photovoltaics

华南理工大学的黄飞教授团队综述了近红外光电材料的常用分子设计策略以及近红外光电材料在有机光收集系统中的应用,包括有机光伏电池和有机光电二极管。最后,对近红外有机光电材料的发展前景和未来可能面临的挑战进行了深入的讨论。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12063

4. Electrical and Spin Switches in Single-molecule Junctions

Guojun Ke, Chunhui Duan, Fei Huang*, Xuefeng Guo*

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关键词:electrical switch, single-molecule junction, spin switch, stimuli-responsive system

单分子电开关和自旋开关分别是分子电子学和自旋电子学中最重要的一类元件,是潜在的未来信息技术基础,引发了物理、化学、材料、电子工程等领域的科学家的广泛研究。北京大学郭雪峰教授课题组从诱导可逆开关转变的外界刺激类型进行分类,包括光、电场、磁场、机械力和化学刺激,归纳总结了单分子电开关和自旋开关的近期研究进展。提出了单分子器件面临的一些挑战:1)器件的稳定性和重复性仍需提高;2)扫描隧道显微镜断裂结和机械可控断裂结制备的器件往往需要苛刻的测试条件,如超低温和高真空,限制了其实际应用。这方面基于碳基(碳纳米管和石墨烯)电极的器件可在室温环境条件下测试,展现了明显优势;3)单分子器件机制仍然存在一些争论问题;4)评估单分子电开关和自旋开关的标准还未完全建立,进一步整合多个器件构建功能电路还处在初步探索期。相信这篇综述将为单分子电子学的研究提供独特的新思路,推动该领域的积极发展。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12068

5. Smart Supercapacitors from Materials to Devices

Rui Wang, Minjie Yao, Zhiqiang Niu*

关键词:electrochromism, photodetection, self-healing, shape memory, smart supercapacitors

南开大学化学学院牛志强研究员课题组总结了近期智能超级电容器的研究进展,包括自愈合、形状记忆、电致变色和光检测超级电容器。本文简述了智能超级电容器的工作原理,对它们的关键材料(电极、电解质)和结构设计(薄膜状、线状、微结构)进行了详细讨论,最后总结了智能超级电容器目前面临的挑战,并对其未来前景进行了展望。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12037

6. Flexible Na Batteries

Chenglong Zhao, Yaxiang Lu*, Liquan Chen, Yong-Sheng Hu*

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关键词:anode, cathode, electrolyte, flexible device, Na battery

新兴的柔性自支撑复合电极在制备过程中避免粘结剂、导电剂以及金属集流体的使用,在很大程度上节约了资源、减少了成本;也有效地降低了成品电池整体的质量,提高了电池的能量密度。同时,固态聚合物电解质的发展有效地提高了电池的安全性能。这些对发展柔性钠电池起到了巨大的推动作用。

中国科学院物理研究所胡勇胜研究员团队总结了柔性钠电池领域的最新研究成果。系统介绍了柔性钠电池的正、负极材料,电解质材料,以及全电池等各方面的研究进展。这篇综述文章对柔性钠电池的发展,尤其是在电极材料的选择、制备和全电池的研究方面,具有一定的指导意义,为新型柔性钠电池的设计和制备提供了新思路。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12027

7. Recent Developments in Flexible Photodetectors Based on Metal Halide Perovskite

Dandan Hao, Jun Zou, Jia Huang*

关键词:metal halide perovskites, flexible photodetectors, self-powered

上海同济大学材料科学与工程学院黄佳教授课题组针对基于金属卤化物钙钛矿的柔性光电探测器,综述了其的最近研究进展。介绍了钙钛矿的结构、性质、结构、性能和应用,并对基于钙钛矿的柔性光电探测器进行了展望。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12053

8Perovskite Quantum Dot Lasers

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Jie Chen, Wenna Du, Jianwei Shi, Meili Li, Yue Wang*, Qing Zhang*, Xinfeng Liu*

关键词:laser optical gain, perovskite, quantum dot, stability, threshold

基于近几年学术界在钙钛矿量子点合成、光学性质表征及激光发射领域取得的一系列研究进展,国家纳米科学中心刘新风研究员、北京大学张青教授、南京理工大学王跃教授课题组通力合作,从激光原理出发,总结了传统激光器和新型激光器激光的工作原理、量子点实现增益的原理和优点。针对钙钛矿材料的高量子产率、高缺陷容忍度、可调谐带隙等特点和钙钛矿量子点增益特性进行了系统的综述。总结了基于钙钛矿量子点双光子泵浦激光特性以及提高钙钛矿量子点激光发射稳定性的具体方法。最后,通过归纳钙钛矿量子点激光的研究进展和挑战,展望了未来降低钙钛矿量子点激光器阈值的可能方法以及实现单个量子点激光器的可行性。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12051

9. Physical Sensors for Skin-inspired Electronics

Shuo Li, Yong Zhang, Yiliang Wang, Kailun Xia, Zhe Yin, Huimin Wang, Mingchao Zhang, Xiaoping Liang, Haojie Lu, Mengjia Zhu, Haomin Wang, Xinyi Shen, Yingying Zhang*

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关键词:electronics skin, flexible electronics, humidity sensors, mechanical sensors, temperature sensors, wearable sensors

近年来,能感知力学、光学、电学、温度、湿度等信号的柔性物理传感器因其在远程医疗、健康管理和人机交互等领域的重要应用而倍受关注。清华大学张莹莹团队综述了类皮肤力学传感器、温度传感器、湿度传感器等柔性物理信号传感器方面的研究进展,探讨了各种传感器的工作原理、关键材料、器件结构和性能,并概述了其在健康检测、疾病诊断治疗、智能机器人等领域的应用。此外,文章也讨论了类皮肤物理信号传感器的几种独特性能,例如多信号感知、自修复、可植入性等。最后,探讨了类皮肤物理信号传感器在实际应用中面临的主要挑战、解决方案及其未来发展。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12060

10. The Recent Advances in Self-powered Medical Information Sensors

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Luming Zhao, Hu Li, Jianping Meng, Zhou Li*

关键词:band engineering, MnTe solubility, SnTe, thermoelectric

中科院北京纳米能源与系统研究所李舟研究员团队针对近年获得广泛研究的自驱动医疗信息传感器进行综述,介绍了摩擦纳米发电机(TENG)、压电纳米发电机(PENG),热电/热释电发电机(TEG/PyNG)和太阳能电池等器件的能量来源和工作原理。根据不同的能量来源,自驱动能源收集器件可以直接作为自驱动医疗信息传感器,也可以作为电源驱动商用医疗信息传感器。随后文章详细综述了自驱动医疗信息传感器在检测不同种类生理信号中的应用,包括脉搏、血压、体温、呼吸节律、呼气成分、排汗成分、心血管信号及其他生理信号。最后,文章从应用场景、使用寿命、信号处理等几个方面,总结并展望了自驱动医疗信息传感器当前研究所面临的挑战以及未来的发展趋势。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12064