1. 信息功能材料
1.1. 信息功能材料是全球信息技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵研究熱點
1.2. 涵蓋半導(dǎo)體材料、數(shù)據(jù)存儲與傳輸材料、顯示材料、光電子材料、磁性材料及量子信息材料等多個分支
1.3. 憑借其獨特的高遷移率、低功耗、高集成度及特殊電磁與光學(xué)特性，在電子信息、人工智能、5G通信及量子計算等高科技領(lǐng)域展現(xiàn)巨大應(yīng)用潛力
2. 半導(dǎo)體材料
2.1. 羅切斯特理工學(xué)院研究人員發(fā)現(xiàn)了新一代的金屬鹵化物鈣鈦礦材料，能夠在暴露于宇宙射線時自我修復(fù)
2.2. 中國電子科技大學(xué)和韓國浦項科技大學(xué)的研究團隊突破性地研制出一種基于硒（Se）合金化處理的碲氧化物（TeOx）非晶P型半導(dǎo)體
2.2.1. 非晶體半導(dǎo)體材料具有成本低、易加工、穩(wěn)定性高和大面積制造均勻等優(yōu)點
2.2.2. 傳統(tǒng)的非晶氫化硅電學(xué)性能不足
2.2.3. 學(xué)界普遍認(rèn)為實現(xiàn)高性能非晶P型半導(dǎo)體“幾乎不可能”
2.3. 中國科學(xué)院金屬研究所研究人員發(fā)明出一種由石墨烯和鍺等混合維度材料構(gòu)成的“熱發(fā)射極”晶體管，并提出了一種全新的“受激發(fā)射”熱載流子生成機制
2.3.1. 該晶體管在室溫下還表現(xiàn)出峰谷電流比超過100的負(fù)微分電阻，展示出其在多值邏輯計算中的應(yīng)用潛力
2.3.2. 該研究開辟了晶體管器件研究的新領(lǐng)域，為熱載流子晶體管家族增添了新成員
2.4. 北卡羅來納大學(xué)研究人員開發(fā)出一項新的材料工程技術(shù)，可在原子水平上調(diào)控層狀雜化鈣鈦礦（LHP）的結(jié)構(gòu)
- 2.4.1. 不僅對LHP有效，還可以用來改良其他類型的鈣鈦礦材料，這對開發(fā)更高效的太陽能發(fā)電設(shè)備具有重要的推動意義
3. 數(shù)據(jù)存儲與傳輸材料
3.1. 希伯來大學(xué)（Hebrew University of Jerusalem）的研究人員揭示了光學(xué)激光束控制固體中磁性狀態(tài)的機制，為光控高速存儲技術(shù)，特別是磁阻隨機存取存儲器（MRAM）和創(chuàng)新光學(xué)傳感器的開發(fā)鋪平了道路
- 3.1.1. 對于信息存儲技術(shù)、量子計算、高性能傳感器的開發(fā)具有重大意義
3.2. 清華大學(xué)研究人員開發(fā)出液態(tài)電阻式柔性隨機存取存儲器（FlexRAM），可用于柔性電路
- 3.2.1. 從根本上改變了傳統(tǒng)的柔性存儲概念，為未來軟智能機器人、腦機接口系統(tǒng)、可穿戴/植入電子設(shè)備提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)路徑
3.3. 中國南方科技大學(xué)和中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所研究團隊通過實驗發(fā)現(xiàn)一類新型磁性材料—非常規(guī)反鐵磁體
3.3.1. 有望成為理想的下一代自旋電子學(xué)材料，用于高密度磁存儲器件等領(lǐng)域
3.3.2. 具有反鐵磁體高穩(wěn)定性、高密度儲存信息能力、超快自旋動力學(xué)等性質(zhì)
3.3.3. 易于探測和操控電子自旋狀態(tài)、便于讀寫信息的功能
3.3.4. 非常規(guī)反鐵磁體的發(fā)現(xiàn)，有望從信息密度和響應(yīng)速度上突破目前自旋輸運器件的極限，帶來自旋電子學(xué)和磁存儲領(lǐng)域的技術(shù)革命
3.4. 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所和上海理工大學(xué)的研究團隊開發(fā)出一項納米光子儲存技術(shù)，提出了一種綠色、長壽命的大數(shù)據(jù)存儲解決方案
3.4.1. 光存儲技術(shù)具有綠色節(jié)能、安全可靠、壽命長的獨特優(yōu)勢，適合長期低成本存儲海量數(shù)據(jù)，然而受到衍射極限的限制，傳統(tǒng)商用光盤的最大容量僅在百吉字節(jié)量級
3.4.2. 新技術(shù)可以讓單張光盤容量高達(dá)拍字節(jié)級，相當(dāng)于至少一萬張藍(lán)光光盤的容量
3.4.3. 不僅有助于中國在存儲領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，未來也有望應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域
3.5. 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所等單位利用二維滑移鐵電結(jié)構(gòu)的獨特性，創(chuàng)制了一種無疲勞鐵電材料
- 3.5.1. 有望打破鐵電存儲器有限讀寫次數(shù)的限制，大大增加耐久性，從而能夠在深海探測、航空航天以及柔性可穿戴電子設(shè)備等方面執(zhí)行存儲、傳感、能量轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵任務(wù)
4. 顯示材料
4.1. 開發(fā)出一種可見光波段光響應(yīng)型鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED），可用于制造集觸控、成像、光伏等功能于一體的顯示器件
- 4.1.1. 證明了金屬鹵化物鈣鈦礦發(fā)光器件在顯示應(yīng)用中的獨特優(yōu)勢，為開發(fā)超薄、多功能顯示器提供了新思路
4.2. 開發(fā)出一種新型納米級光學(xué)成像技術(shù)，為二維材料和相變材料中的載流子動力學(xué)提供了新的觀察機會
- 4.2.1. 能夠以高空間和時間分辨率觀察材料的納米尺度行為，有助于優(yōu)化基于這些材料的先進(jìn)設(shè)備性能
4.3. 開發(fā)出具有多種機械性能的柔性有機晶體，這些晶體可實現(xiàn)可重構(gòu)的光波導(dǎo)
4.3.1. 具有彈性彎曲、塑性扭曲和酸性彎曲變形特性，還可以通過質(zhì)子化引起酸性變色
4.3.2. 通過控制這些晶體的發(fā)光顏色，可以實現(xiàn)多種光學(xué)輸出，為輕量級和可穿戴電子設(shè)備的高級柔性光電子器件鋪平了道路
4.4. n-PBDF是一種透明導(dǎo)電聚合物，既可用作導(dǎo)體，又可用作離子存儲材料
- 4.4.1. 與傳統(tǒng)上用于制造觸摸屏和顯示器的氧化銦錫（ITO）不同，n-PBDF具有高度的柔韌性和溶液可加工性
5. 其他
5.1. 開發(fā)出了世界上首個能夠吸收各個頻段99%以上電磁波的超薄膜復(fù)合材料，可有效提升無線通信設(shè)備的可靠性
5.1.1. 電磁屏蔽材料可避免電子元件發(fā)射的電磁波之間相互干擾引起的性能下降
5.1.2. 材料厚度不足0.5毫米，反射率低于1%，在三個不同頻帶上吸收率超過99%
5.1.3. 還具有柔韌和耐用的特點，即使折疊和展開數(shù)千次后仍能保持原有形狀，非常適合用于可卷曲手機和可穿戴設(shè)備
5.1.4. 材料有可能顯著提高智能手機和自動駕駛汽車?yán)走_(dá)等無線通信設(shè)備的可靠性
5.2. 開發(fā)出一種超薄二維表面，該表面利用超材料的獨特性質(zhì)來操縱和轉(zhuǎn)換衛(wèi)星的無線電波
5.2.1. 該二維超材料厚度僅0.64毫米，通過將線性極化電磁波轉(zhuǎn)換為圓極化，提高衛(wèi)星和地面站之間的通信質(zhì)量和信道容量，最大限度地減少極化不匹配和多徑干擾造成的信號衰減
5.2.2. 該技術(shù)可利用傳統(tǒng)的印刷電路板制造技術(shù)經(jīng)濟地批量生產(chǎn)，有望在未來幾年內(nèi)用于衛(wèi)星載荷設(shè)備，且應(yīng)用場景廣泛，如用于地球表面掃描、氣候變化監(jiān)測和動物遷徙追蹤等
6. 生物醫(yī)用材料
6.1. 生物醫(yī)用材料是用來對生物體進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或替換其病損組織、器官或增進(jìn)其功能的材料，涵蓋生物活性陶瓷、醫(yī)用高分子材料、金屬植入材料及組織工程支架等多個分支
6.2. 憑借其良好的生物相容性、優(yōu)異的機械強度、生物活性及可降解性，在骨科修復(fù)、牙科材料、心血管植入及組織工程再生等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景
7. 神經(jīng)接口材料
7.1. 開發(fā)出帶有數(shù)十個傳感器的神經(jīng)探針，可穩(wěn)定地記錄大腦中的單個神經(jīng)元活動數(shù)月，或?qū)⒏淖兡X機接口的生物電子學(xué)的設(shè)計
- 7.1.1. 有助于了解神經(jīng)回路、開發(fā)高分辨率電生理信息的腦機接口、實現(xiàn)基于醫(yī)療設(shè)備的新型療法
7.2. 名為“內(nèi)泡神經(jīng)接口（ECI）”的微創(chuàng)神經(jīng)接口技術(shù)
- 7.2.1. 可通過腦脊液通道連接大腦和脊髓，無需顱骨開口即可進(jìn)行電記錄和電刺激，降低了手術(shù)風(fēng)險，為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷、管理和治療提供了新方法
7.3. 利用蝗蟲開發(fā)出炸彈嗅探器，可檢測和區(qū)分不同爆炸性氣味
7.3.1. 將納米電極植入蝗蟲大腦獲得一種生物機器蝗蟲，可利用蝗蟲敏銳的嗅覺系統(tǒng)探測和區(qū)分TNT、DNT、RDX、PETN和硝酸銨等不同化學(xué)zha藥
7.3.2. 暴露于爆炸性氣味的蝗蟲的神經(jīng)元活動能夠在500毫秒內(nèi)被分解成可識別的氣味特異性模式
7.4. 在顱骨上打印出集成電力系統(tǒng)的無線神經(jīng)接口系統(tǒng)，可直接在小鼠顱骨上3D打印出微型電池、神經(jīng)探針等輔助電子設(shè)備，并通過與大腦的機械兼容最小化炎癥和免疫反應(yīng)
- 7.4.1. 為腦機接口提供生物適配、可定制的配置，是神經(jīng)科學(xué)研究和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的重大突破
7.5. 腦機接口植入手術(shù)創(chuàng)下在活人腦中放置電極數(shù)量的世界紀(jì)錄，達(dá)到4096根
7.6. 開發(fā)出神經(jīng)義肢接口，幫助截肢人士恢復(fù)“仿生行走”
- 7.6.1. 通過手術(shù)與成對的動態(tài)肌肉相連，可將患者的神經(jīng)控制信息傳給外部義肢，并將義肢位置和運動感受回傳給使用者，恢復(fù)其本體自然感覺
7.7. 在電極上集成了納米厚度的可生物降解無機電子傳感器，可以微創(chuàng)方式部署到人腦表面并自行展開，收集腦電圖等大腦各種神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)
7.8. 實現(xiàn)了柔性生物電子器件的模塊化組合
8. 組織工程材料
8.1. 結(jié)合生物心臟和硅膠機器人泵創(chuàng)造出一種生物機器人心臟，可像真正心臟一樣跳動
8.1.1. 結(jié)合生物心臟和硅膠機器人泵創(chuàng)造出一種生物機器人心臟，可像真正心臟一樣跳動
8.1.2. 可像真正的心肌一樣扭曲和擠壓心臟，通過模擬循環(huán)系統(tǒng)泵送人造血液來模擬生物心臟的跳動
8.2. 發(fā)現(xiàn)超分子聚合物可通過液-液相分離形成類晶簇，并認(rèn)為超分子的液-液相分離行為可以成為一種通用方法，用來制造與細(xì)胞和組織有動態(tài)相互作用的生物材料
8.3. 開發(fā)出第一個3D打印的功能性人腦組織，該組織可像人腦組織一樣生長和發(fā)揮作用
8.4. 利用3D生物打印技術(shù)開發(fā)了一種“芯片心臟”，可以模擬人類心臟的機械和電活動
- 8.4.1. 有望實現(xiàn)更有效和個性化的藥物開發(fā)，有可能徹底改變心臟病學(xué)模型和治療測試
8.5. 利用人體組織中的脂肪細(xì)胞及其支持結(jié)構(gòu)，通過3D打印技術(shù)精確修復(fù)了大鼠的傷口
8.5.1. 突破性進(jìn)展首次實現(xiàn)了多層皮膚的術(shù)中打印，包括底層的皮下組織，該組織在傷口愈合和毛囊生成中發(fā)揮著重要作用
8.5.2. 對于人類的面部重建手術(shù)乃至促進(jìn)頭發(fā)生長的治療具有重要意義
8.6. 改造了一種名為Caulobacter crescentus的細(xì)菌，使其產(chǎn)生BUD（Bottom-Up De novo）的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)可以幫助細(xì)胞黏在一起并形成支撐基質(zhì)
- 8.6.1. 可以承受更大的力，更好地適應(yīng)環(huán)境變化，是3D打印或藥物輸送等應(yīng)用的理想選擇
9. 水凝膠材料
9.1. 使用納米工程水凝膠開發(fā)出一種3D打印電子皮膚（E-skin），可模仿人類皮膚的靈活性和感官能力
- 9.1.1. 該技術(shù)在可穿戴健康設(shè)備、生命體征的持續(xù)監(jiān)測以及殘疾人運動技能的提高方面具有潛在的應(yīng)用前景
9.2. 開發(fā)了一種新型的“剪紙水凝膠”技術(shù)，通過激光切割技術(shù)在纖維素納米纖維薄膜上創(chuàng)造出特定的圖案，使其在加水后能夠膨脹成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)
- 9.2.1. 具有吸水性，可在水中顯著膨脹
9.3. 開發(fā)出一種新型水凝膠半導(dǎo)體，具有高遷移率和高柔軟度，能實現(xiàn)生物組織與機器間的信息傳輸
9.3.1. 通過溶劑交換法制備，保持了半導(dǎo)體的高性能，同時引入了水凝膠的多孔性、生物相容性等優(yōu)勢，表現(xiàn)出高度柔軟的性質(zhì)
9.3.2. 可用于高靈敏度生物化學(xué)監(jiān)測、光熱治療貼片和可控藥物遞送體系等應(yīng)用，為生物電子器件領(lǐng)域帶來了創(chuàng)新突破
10. 其他
10.1. 暨南大學(xué)科研團隊制造出蓮藕絲微光纖，為發(fā)展環(huán)保型多路生物傳感技術(shù)作出積極貢獻(xiàn)
- 10.1.1. 該光纖直徑小、生物相容性高、有源波導(dǎo)損耗極低，能在可見光范圍內(nèi)實現(xiàn)無源波導(dǎo)，可應(yīng)用于pH值探測和細(xì)菌活性檢測以及具備多種傳感功能的組件等
10.2. 南京郵電大學(xué)研究團隊受木蛙等兩棲動物的啟發(fā)，結(jié)合仿生概念和分子工程策略，合成出一種基于一維（1D）光子晶體（PC）凝膠的新型迷彩皮膚
10.2.1. 將一維光子晶體結(jié)構(gòu)和3D柔性凝膠的優(yōu)點結(jié)合在單個皮膚裝置中
10.2.2. 利用其獨特的結(jié)構(gòu)，可以通過調(diào)節(jié)外部刺激的光信號快速識別和匹配背景
10.2.3. 具有優(yōu)異的機械性能、自適應(yīng)偽裝能力和長期穩(wěn)定性
10.3. 一種新型仿生電子皮膚（DES），該技術(shù)能感知液體滴落的滑動行為并將其轉(zhuǎn)換為電信號，從而顯著提升機器人的感知能力
- 10.3.1. 進(jìn)一步優(yōu)化DES的靈敏度和抗干擾性能，并結(jié)合機器學(xué)習(xí)技術(shù)，以實現(xiàn)更高級的感知功能，未來可能在軍事、救援和日常生活中發(fā)揮重要作用
10.4. 開發(fā)出一種創(chuàng)新的電繃帶，旨在利用電場促進(jìn)慢性傷口的愈合
10.4.1. 配備有電極和小型生物相容性電池，通過將水滴激活電池產(chǎn)生電場，能夠加速愈合過程
10.4.2. 該技術(shù)對于糖尿病患者的足潰瘍等慢性傷口具有潛在的應(yīng)用價值，有助于降低截肢和死亡風(fēng)險，并且生產(chǎn)成本相對較低，每個敷料的成本僅為幾美元
10.5. 開發(fā)出一種革命性的皮膚隱形技術(shù)，利用FDA批準(zhǔn)的食用色素檸檬黃實現(xiàn)了活體小鼠皮膚的非侵入性透明化
- 10.5.1. 在整個實驗過程中及之后的數(shù)周內(nèi)，均未觀察到任何明顯的副作用
10.6. 研制出一款新型無線天線，能以前所未有的精度監(jiān)測生物系統(tǒng)內(nèi)的電信號
10.6.1. 包括微弱至2.5毫伏的來自心臟和大腦的信號
10.6.2. 有望為心律失常、阿爾茨海默病等疾病的診斷提供新途徑，從而實現(xiàn)更有針對性的治療
10.6.3. 只能用于細(xì)胞外部
