材料领域开山之作，这回有木有你研究方向的祖师爷？

之前推出的材料领域开山文章收到了大家的很多回复，我们在回复里面精选了呼声比较高的几个领域为大家带来了第二弹（PS：大家热情高的话，也会有第三弹、第四弹。。。）。本期的研究方向包括光动力治疗，免疫治疗、柔性电子、准晶体、钙钛矿、DFT计算以及超级电容器。

引读

1、(戳一戳)有机金属卤化物钙钛矿作为光伏电池的可见光光敏剂|Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic Cells

2、(戳一戳)光动力治疗：荧光对化学物质的影响|Uber die wirkung fluoreszierender stoffe auf infusorien

3、(戳一戳)用于诊断人类传染病的单克隆抗体|Monoclonal Antibodies for Diagnosis of Infectious Diseases in Humans

4、(戳一戳)印刷技术实现的全聚合物场效应晶体管|All-Polymer Field-Effect Transistor Realized by Printing Techniques

5、(戳一戳)一种长程有序但是不具有平移对称性的金属相|Metallic Phasewith Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry

6、(戳一戳)专利：低电压电解电容器|Low voltage electrolytic capacitor

7、(戳一戳)石英在高压下的结构转换|Structural transformation of quartz at high pressures

【详细介绍】

1、JACS：有机金属卤化物钙钛矿作为光伏电池的可见光光敏剂

2009年，日本东京大学的Akihiro Kojima首次将两种有机卤化物钙钛矿纳米晶CH₃NH₃PbBr₃和CH₃NH₃PbI₃制备成量子点应用到太阳能电池中，发现它们能有效增敏TiO₂光电化学电池中的可见光转换。当在介孔TiO₂膜上自组装时，纳米结晶钙钛矿作为半导体显示出强的带隙吸收。具有高达800nm的光谱灵敏度，基于CH₃NH₃PbI₃的电池产生3.8％的太阳能转换效率。基于CH₃NH₃PbBr₃的电池显示出0.96V的高光电压，具有65％的外部量子转换效率。自此，钙钛矿电池的研究拉开了序幕，截至到目前效率最高的是韩国蔚山国立科技研究所开发出一种无机-有机混合钙钛矿太阳能电池，其认证效率达到22.1%。

文献链接：Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic Cells（JACS, 2009, DOI:10.1021/ja809598r）

2、光动力治疗：荧光对化学物质的影响

1900 年，德国一位医学专业学生Oscar Raab的博士论文最早报道了光动力对细胞的杀伤作用。Oscar Raab于 1894 年进入德国慕尼黑大学医学院，师从实验药理学科主任 Tappeiner 教授，开展他的博士论文课题。当时 Tappeiner 教授正在从事新抗疟药的研究，于是Raab研究了吖啶及其衍生物对纤毛虫及其它原虫的影响，他在研究新抗疟药时偶然发现吖啶经闪电激发可迅速杀死草履虫，而单纯的吖啶或闪电并不能杀死草履虫。他推测这种效应是由于光的能量转移给了化学物质的结果，类似于在植物中通过叶绿素来吸收光。这是第一篇提出化学物质和光结合能够诱导细胞死亡的论文，Raab的这一发现被认为是 PDT 的最早期观察。

文献链接：Uber die Wirkung fluoreszicrender Stoffe auf Infusorien

3、Science：用于诊断人类传染病的单克隆抗体

在生态系统中，人类有机体可作为各种微生物的生物储存库，包括从病毒，细菌到真菌和多细胞寄生虫。大多数宿主与这些微生物的相互作用对健康没有影响，因为身体中的物理障碍（如肠道）或免疫系统将微生物维持在可耐受的水平。但是，在免疫无应答或感染高致病性生物体的情况下，这种正常平衡紊乱并且宿主的健康受到威胁。当发生这种情况时，迫切需要快速并明确识别过度生长的生物体，以设计能恢复生物平衡或完全消除身体病原体的疗法。1983年，Robert C. Nowinski等人在Science上发表文章描述了使用单克隆抗体诊断人类淋病，衣原体和疱疹病毒感染。单克隆抗体显示出特异性和再现性的模式远远超过常规制备抗体可用的模式。

文献链接：Monoclonal antibodies for diagnosis of infectious diseases in humans（Science, 1983, DOI:10.1126/science.6297006）

4、Science：印刷技术实现的全聚合物场效应晶体管

柔性电子技术有可能带来一场电子技术革命，引起全世界的广泛关注并得到了迅速发展。美国“科学”杂志将有机电子技术进展列为2000年世界十大科技成果之一，与人类基因组草图、生物克隆技术等重大发现并列。美国科学家艾伦黑格、艾伦·马克迪尔米德和日本科学家白川英树由于他们在导电聚合物领域的开创性工作获得2000年诺贝尔化学奖。诸如共轭聚合物和低聚物之类的有机半导体材料已被用作电子器件如场效应晶体管（FET）和电致发光二极管（LED）中的有源层。1994年Francis Garnier等人通过进一步使用有机化合物作为衬底或接触电极，首先开发了用于FET和后来用于LED的“全有机”器件，由此创造了柔性器件的低成本和大面积制造的有前途的观点。

文献链接：All-Polymer Field-Effect Transistor Realized by Printing Techniques（Science, 1994, DOI:10.1126/science.265.5179.1684）

5、Physical Review Letters：一种长程有序但是不具有平移对称性的金属相

准晶体，是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有与晶体相似的长程有序的原子排列，但是准晶体不具备晶体的平移对称性。准晶体的结构在20世纪之前就已经被建筑师熟知，例如在伊朗伊斯法罕的清真寺，上面瓷砖的图案就是按照准晶样式排列。准晶体是1982年发现的，具有凸多面体规则外形的，但不同于晶体的固态物质，它们具有晶体物质不具有的五重轴。如图给出的含钬－镁－锌三种金属的准晶体的正十二面体外型。1984年底，Danielle.Shechtman（达尼埃尔·谢赫特曼）等人宣布，他们在急冷凝固的Al Mn合金中发现了具有五重旋转对称但并无平移周期性的合金像 ，即20面体准晶，这一准晶的拼图形式由两种不同的菱形组成。这篇文章发表于1984年，他们发现的这一五次对称性结构产生于融化后快速冷却的Al-Mn合金中。在晶体学及相关的学术界引起了很大的震动。不久，这种无平移周期性但有位置序的晶体就被称为准晶体。2011年谢赫特曼还因发现了准晶体而独享诺贝尔化学奖。

文献链接：Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry（Phys. Rev. Lett.,  1984, DOI:10.1103/PhysRevLett.53.1951）

6、专利：低电压电解电容器

超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，其容量可达几百至上千法。与传统电容器相比，它具有较大的容量、比能量或能力密度，较宽的工作温度范围和极长的使用寿命；而与蓄电池相比，它又具有较高的比功率，且对环境无污染。超级电容器最早出现，是在二十世纪六十年代后期，从单一的功能，发展到现在的多功能，将来就是超级电容器的天下。超级电容器这一个新兴行业，发达国家已有四十年的历史，在中国尽管起步较迟，也有二十年了。1957年Howard I.Becker发表专利“Low voltage electrolytic capacitor”，发明了一种低电压储存装置，在容量、成本、体积等都改善了很多。

7、Nature：石英在高压下的结构转换

在高压下α-石英（最常见的四面体配位的二氧化硅多晶型物之一）的行为一直是几个实验研究的主题。 在室温下，观察到压力诱导的非晶化（在约25-35GPa下），然后在较高压力下（60GPa以上）通过转变成晶体八面体配位的“金红石样”结构。1991年N. Binggeli在Nature上发表论文第一性原理计算了α-石英高压结构的电子和结构特性，显示了氧亚晶格的压力诱导转变为体心立方结构。立方亚晶格的形成促进了涉及Si配位变化的结构转变。这种描述与分子动力学模拟中无定形压力的混合Si配位的中间结晶相的证据一致，也可以解释在较高压力下向六重晶体结构的转变。

文献链接：Structural transformation of quartz at high pressures（Nature, 1991, DOI:10.1038/353344a0）

篇幅有限，本期就为大家介绍到这里，有想看的方向请大家积极留言！

本文由材料人学术组Allen供稿，材料牛整理编辑。

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