本文综合整理自南京大学官网和纳米人
诚朴雄伟 励学敦行
1. Nature：自清洁滤膜
压力驱动的膜分离技术具有分离效率高、占地面积小和可模块化设计等优点，已广泛应用于农药、医药、石油化工、精细化工、印染、食品生产和水处理等领域。南京大学环境学院环境功能材料及水污染控制团队高冠道教授课题组开发了一种自清洁压电陶瓷滤膜(PiezoMem)，创建了一种利用膜过程中固有水压驱动压电陶瓷滤膜产生压电电压并用于免溶剂清洗膜污染的方法，实现了膜分离过程与抗膜污染过程的统一，为典型膜分离技术面临的共性挑战提供了新策略。
本文要点：
1）通过交叉融合水处理、膜科学、压电、电化学及物理等相关专业，精准设计和制备了具有水压响应的压电膜分离材料(PiezoMem)。
2）PiezoMem的膜分离过程即是抗污染的过程，相较于传统的膜污染清洗工艺，无需停工停产的膜清洗工段、不需要使用化学清洗剂及相关的设备等，因此具有明显的优势和广阔的应用潜力。
（来源：南京大学）
2. Science：脊椎动物早期演化研究取得重要进展
在生命演化历程中，人类所属谱系——脊椎动物的演化是最为壮丽的篇章之一。南京大学地球科学与工程学院姜宝玉教授课题组和中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员领导的"地球-生命系统早期演化"研究团队密切合作的研究成果，确认了我国5.18亿年前澄江动物群中的云南虫是脊椎动物最原始类群。
本文要点：
1）针对云南虫分类位置之谜，在常规的形态学研究无法达成共识的情况下，研究团队利用三维X射线断层扫描显微镜、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜和透射电镜等多种现代实验技术手段，希望从微观解剖学结构着手去破解这一谜题。
2）对于云南虫之前备受争议的第一对咽弓，研究团队在新标本上相当于第一对咽弓的位置上发现了与后部其他鳃弓一样的叠盘状细胞结构、鳃丝和蛋白微原纤维等构造。
3）这次研究的另一个重要新发现是，云南虫的7对咽弓在腹背两端被成对的水平软骨连接，组成了一个类似于篮状的咽颅（咽颅是指脊椎动物头部消化道周围的一组骨片，起到支撑和保护作用，现生脊椎动物的咽颅由颌弓、舌弓和鳃弓等咽弓的骨骼构成）。
（来源：南京大学）
3. Science：全球海面油膜遥感
南京大学地理与海洋科学学院刘永学教授课题组在全球海面油膜遥感监测方面取得重要进展。该研究利用遥感大数据，首次勾绘了全球海面油膜的空间分布，构建了迄今为止最为全面、位置明晰的海面油膜持续固定排放源清单，确定了不同来源海面油膜的贡献比例，从而改善了对海面油膜来源的结构性认知。
（来源：南京大学）
4. Science：可量产化的全钙钛矿叠层光伏组件
虽然实验室小面积钙钛矿电池已取得很高的转换效率，但大面积钙钛矿光伏组件的商业化进程依然面临诸多挑战，其中可量产化制备以及组件中互连结构的长期稳定性是产业化的关键瓶颈。南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授课题组，运用涂布印刷、真空沉积等量产化技术，在国际上首次实现了全钙钛矿叠层光伏组件的制备，开辟了大面积钙钛矿叠层电池的量产化、商业化的全新路径。经国际权威第三方测试机构认证，大面积组件稳态输出效率高达21.7%，是目前报道钙钛矿光伏组件的世界最高效率。
本文要点:
1）首次提出可量产化的全钙钛矿叠层电池制备方案，采用涂布印刷、真空沉积等制备技术替换实验室常用的旋涂成膜工艺，实现全钙钛矿叠层电池的可量产化制备。
2）为了克服互连结构中的离子扩散难题，团队巧妙地采用原子层沉积（ALD）制备致密的SnO2电子传输层（ALD-SnO2），该ALD-SnO2层可完美地保形沉积于子电池间的互联区域，有效阻隔了互连结构中钙钛矿与金属间的直接接触。
（来源南京大学）
5. Nature：实现高密度极性拓扑畴在硅基片上的集成与阻态调控
尽管极性拓扑畴具有潜在的重要应用前景，但由于高质量钙钛矿氧化物薄膜材料的制备与当前成熟的互补金属氧化物半导体工艺（CMOS）缺乏兼容性，难以将各种极性拓扑畴结构应用于新一代电子器件中。
南京大学现代工程与应用科学学院聂越峰教授课题组、吴迪教授课题组与美国加州大学尔湾分校的潘晓晴教授课题组等国际团队展开密切合作，将钙钛矿氧化物铁电/介电自支撑双层结构与硅基片进行集成，获得了高密度的铁电拓扑纳米畴（～200 Gbit/inch2），并实现其阻态在外电场下的可逆调控。高密度、可擦写铁电拓扑纳米畴与硅基片的成功集成展示了新奇氧化物极性拓扑结构在新型高密度非易失性存储器中的广阔应用前景。
本文要点：
1）借助矢量压电力显微镜及扫描透射电子显微镜在PTO/STO双层膜中观测到两种类型（中心发散型和中心会聚型）的高密度（～200 Gbit/inch2）极性纳米畴结构。
2）发现这两种类型的拓扑纳米畴可以在外加电场下相互转换，并伴随着高低阻态之间的可逆变换。
（来源：南京大学）
6. Nature：全钙钛矿叠层电池重要研究进展
构建叠层电池是大幅提升电池效率的最有效途径，双结叠层电池的理论效率可达45%，远高于单结电池的S-Q极限效率33%；传统的III-V族半导体叠层电池虽已经实现较高效率，但制备工艺复杂且成本昂贵。
南京大学谭海仁教授课题组在全钙钛矿叠层电池领域取得最新进展，经日本电气安全和环境技术实验室（JET）国际权威认证，转换效率高达26.4%，首次超越了单结钙钛矿电池，与目前晶硅电池最高效率相当，该结果被收录到最新一期《Solar cell efficiency tables》。
本文要点：
1）提出通过钝化窄带隙钙钛矿晶粒表面缺陷来提升薄膜的载流子扩散长度，从而制备出具有较厚吸光层和更高短路电流密度的电池，以为实现更高效率的叠层电池奠定基础。
2）通过结构设计来调控钝化分子的极性，采用铵基端正电性更强的4-三氟甲基苯铵阳离子(CF3-PA)作为窄带隙钙钛矿的钝化分子，可以有效提升钝化分子在结晶温度下与缺陷位点的吸附能力。DFT计算结果也表明，CF3-PA的极性强于PEA分子，与表面缺陷间具有更强的结合能，能更充分和更有效地钝化表面缺陷。
3）发现CF3-PA钝化分子引入到钙钛矿前驱体溶液中，并未对最终薄膜的形貌和结晶性产生任何可观测到的影响；同时由于其特殊的空间位阻效应，CF3-PA的引入并不会引起低维钙钛矿相的形成，这就很好地避免了低维相造成载流子传输不利的影响。
（来源：南京大学）
7. Nature：发现扭角石墨烯中等离激元新物态
表面等离激元，对光场具有亚波长尺度的局域能力,在微纳光子学和集成光电器件、超分辨成像等领域有广阔的应用前景。传统等离激元金属和环境介质的光学性质密切相关，容易受到金属欧姆损耗和环境因素影响。拓扑特性中的边缘态可以对等离激元实现保护，抑制损耗，探索这类等离激元新模式有望帮助解决等离激元纳米光子器件损耗高的关键问题。
南京大学王肖沐教授和施毅教授研究团队，在扭角石墨烯材料中提出并实现了一类全新的等离激元模式：手性贝利等离激元。
本文要点：
1）研究团队根据扭角石墨烯的结构手性，揭示了强关联能态的拓扑特性，预言了非零贝利曲率在中红外频段可以引入反常霍尔电导。在此基础上，团队制备了具有长程高度有序摩尔超晶格的扭角石墨烯材料，并系统地研究了红外表面等离激元响应。
2）观测到了具有手性特征的贝利等离激元边缘态，并验证了通过电场调控实现的开关操作。研究成果通过拓扑边缘态保护等离激元，有效降低了损耗，在中远红外光电器件、量子计算和纳米光学等方面具有巨大应用潜力。
（来源：南京大学）
8. Nature：突破双层二维半导体外延生长核心技术
集成电路摩尔定律是推动人类信息社会发展的源动力。当前，集成电路已经发展到5nm技术节点，继续维持晶体管尺寸微缩需要寻求材料的创新。尽管学术界和工业界在单层二维半导体生长方面已经取得了很大的进展，但是单层材料在面向高性能计算应用时依然受限。
针对该问题，南京大学王欣然教授与东南大学合作，另辟蹊径，提出了衬底诱导的双层成核以及“齐头并进”的全新生长机制，在国际上首次报道了大面积均匀的双层MoS2薄膜外延生长。研究团队首先进行了理论计算，发现虽然单层生长在热力学上是最稳定的，但是通过在蓝宝石表面构建更高的“原子梯田”，可以实现边缘对齐的双层成核，从而打破了“1+1=2”的逐层生长传统模式局限。
本文要点：
1）研究团队利用高温退火工艺，在蓝宝石表面上获得了均匀分布的高原子台阶，成功获得了超过99%的双层形核，并实现了厘米级的双层连续薄膜。
2）突破了层数可控的二维半导体外延生长技术，并且实现了最高性能的晶体管器件。
（来源南京大学）
