Part.1 新材料

　　技术前沿

　　工程热物理所：功能纤维的可控表面结构研究获进展

　　微纳结构表面可以赋予材料许多优异的特性，如亲疏水、抗菌、产生结构色等。因此，实现大规模制备具有可任意设计的表面结构的功能纤维对于拓宽纤维基器件应用范围和促进智能织物的发展等有重要意义。

　　中国科学院工程热物理研究所储能研发中心和新加坡南洋理工大学研究团队联合研发了一种在热拉纤维成型的过程中直接压印（DITD）的工艺。该工艺制备的微纳结构可以根据需求任意设计，结构分辨率可达几十纳米，并能够覆盖成百上千米纤维的整个表面。研究人员就该DITD工艺的热学过程、分辨率、重复性等过程进行研究，进一步展示了基于DITD工艺制备的纤维在超表面、能量收集和自供能传感等领域的应用，证明了该工艺在多功能纤维、柔性可穿戴器件和智能织物等领域的良好前景。

　　研究人员制备了带有表面微结构的功能纤维并组装成了摩擦电纳米发电机，与没有表面微结构的器件相比，微结构明显提升了这种纤维基器件的输出性能，具有很好的耐磨性，在长时间工作下器件性能没有明显变化。研究人员将这种具有微结构的功能纤维编织到商用布料里从而组装成多点触摸传感织物，展示了该工艺在可穿戴器件等领域的潜力。

　　研究工作受到中科院人才计划和国家自然科学基金杰出青年项目以及中科院国际合作局国际合作计划的支持，相关成果近日发表在《Nature Communications》上。

　　技术前沿

　　金属所：发现二维层状MoSi2N4材料家族

　　目前，广泛研究的二维层状材料，如石墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物、黑磷烯等，均存在已知的三维母体材料。探索不存在已知三维母体材料的二维层状材料，可极大拓展二维材料的物性和应用，具有重要的科学意义和实用价值。

　　2020年8月7日，金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部在新型二维材料方面的最新进展“Chemicalvapor deposition of layered two-dimensional MoSi2N4 materials”发表在国际学术期刊《Science》。该研究中心的任文才、成会明团队研究发现，在CVD生长非层状二维氮化钼的过程中，引入硅元素可以钝化其表面悬键，制备出一种不存在已知母体材料的全新的二维范德华层状材料MoSi2N4，并获得了厘米级单层薄膜。单层MoSi2N4包含N-Si-N-Mo-N-Si-N共7个原子层，可以看成是由两个Si-N层夹持单层MoN（N-Mo-N）构成。采用类似方法，还制备出了单层WSi2N4。

　　该研究团队通过与金属研究所陈星秋研究组和孙东明研究组合作，发现单层MoSi2N4具有半导体性质（带隙约1.94eV）和优于MoS2的理论载流子迁移率，表现出优于MoS2等单层半导体材料的力学强度和稳定性。并且，通过理论计算预测出了十多种与单层MoSi2N4具有相同结构的二维层状材料，包含不同带隙的半导体、金属和磁性半金属等。该项研究成果不仅开拓了全新的二维层状MoSi2N4材料家族，拓展了二维材料的物性和应用，而且开辟了制备全新二维范德华层状材料的研究方向，为获得更多新型二维材料提供了新思路。

　　研究工作得到了国家自然科学基金委杰出青年科学基金、重大项目、中国科学院从0到1原始创新项目、先导项目以及国家重点研发计划等的资助。