材料領域開山之作，這回有木有你研究方向的祖師爺？

之前推出的材料領域開山文章收到了大家的很多回復，我們在回復里面精選了呼聲比較高的幾個領域為大家帶來了第二彈（PS：大家熱情高的話，也會有第三彈、第四彈。。。）。本期的研究方向包括光動力治療，免疫治療、柔性電子、準晶體、鈣鈦礦、DFT計算以及超級電容器。

引讀

1、(戳一戳)有機金屬鹵化物鈣鈦礦作為光伏電池的可見光光敏劑|Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic Cells

2、(戳一戳)光動力治療：熒光對化學物質的影響|Uber die wirkung fluoreszierender stoffe auf infusorien

3、(戳一戳)用于診斷人類傳染病的單克隆抗體|Monoclonal Antibodies for Diagnosis of Infectious Diseases in Humans

4、(戳一戳)印刷技術實現的全聚合物場效應晶體管|All-Polymer Field-Effect Transistor Realized by Printing Techniques

5、(戳一戳)一種長程有序但是不具有平移對稱性的金屬相|Metallic?Phasewith?Long-Range?Orientational?Order?and?No?Translational Symmetry

6、(戳一戳)專利：低電壓電解電容器|Low voltage electrolytic capacitor

7、(戳一戳)石英在高壓下的結構轉換|Structural transformation of quartz at high pressures

【詳細介紹】

1、JACS：有機金屬鹵化物鈣鈦礦作為光伏電池的可見光光敏劑

2009年，日本東京大學的Akihiro Kojima首次將兩種有機鹵化物鈣鈦礦納米晶CH₃NH₃PbBr₃和CH₃NH₃PbI₃制備成量子點應用到太陽能電池中，發現它們能有效增敏TiO₂光電化學電池中的可見光轉換。當在介孔TiO₂膜上自組裝時，納米結晶鈣鈦礦作為半導體顯示出強的帶隙吸收。具有高達800nm的光譜靈敏度，基于CH₃NH₃PbI₃的電池產生3.8％的太陽能轉換效率。基于CH₃NH₃PbBr₃的電池顯示出0.96V的高光電壓，具有65％的外部量子轉換效率。自此，鈣鈦礦電池的研究拉開了序幕，截至到目前效率最高的是韓國蔚山國立科技研究所開發出一種無機-有機混合鈣鈦礦太陽能電池，其認證效率達到22.1%。

文獻鏈接：Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic Cells（JACS, 2009, DOI:10.1021/ja809598r）

2、光動力治療：熒光對化學物質的影響

1900 年，德國一位醫學專業學生Oscar Raab的博士論文最早報道了光動力對細胞的殺傷作用。Oscar Raab于 1894 年進入德國慕尼黑大學醫學院，師從實驗藥理學科主任 Tappeiner 教授，開展他的博士論文課題。當時 Tappeiner 教授正在從事新抗瘧藥的研究，于是Raab研究了吖啶及其衍生物對纖毛蟲及其它原蟲的影響，他在研究新抗瘧藥時偶然發現吖啶經閃電激發可迅速殺死草履蟲，而單純的吖啶或閃電并不能殺死草履蟲。他推測這種效應是由于光的能量轉移給了化學物質的結果，類似于在植物中通過葉綠素來吸收光。這是第一篇提出化學物質和光結合能夠誘導細胞死亡的論文，Raab的這一發現被認為是 PDT 的最早期觀察。

文獻鏈接：Uber die Wirkung fluoreszicrender Stoffe auf Infusorien

3、Science：用于診斷人類傳染病的單克隆抗體

在生態系統中，人類有機體可作為各種微生物的生物儲存庫，包括從病毒，細菌到真菌和多細胞寄生蟲。大多數宿主與這些微生物的相互作用對健康沒有影響，因為身體中的物理障礙（如腸道）或免疫系統將微生物維持在可耐受的水平。但是，在免疫無應答或感染高致病性生物體的情況下，這種正常平衡紊亂并且宿主的健康受到威脅。當發生這種情況時，迫切需要快速并明確識別過度生長的生物體，以設計能恢復生物平衡或完全消除身體病原體的療法。1983年，Robert C. Nowinski等人在Science上發表文章描述了使用單克隆抗體診斷人類淋病，衣原體和皰疹病毒感染。單克隆抗體顯示出特異性和再現性的模式遠遠超過常規制備抗體可用的模式。

文獻鏈接：Monoclonal antibodies for diagnosis of infectious diseases in humans（Science, 1983, DOI:10.1126/science.6297006）

4、Science：印刷技術實現的全聚合物場效應晶體管

柔性電子技術有可能帶來一場電子技術革命，引起全世界的廣泛關注并得到了迅速發展。美國“科學”雜志將有機電子技術進展列為2000年世界十大科技成果之一，與人類基因組草圖、生物克隆技術等重大發現并列。美國科學家艾倫黑格、艾倫·馬克迪爾米德和日本科學家白川英樹由于他們在導電聚合物領域的開創性工作獲得2000年諾貝爾化學獎。諸如共軛聚合物和低聚物之類的有機半導體材料已被用作電子器件如場效應晶體管（FET）和電致發光二極管（LED）中的有源層。1994年Francis Garnier等人通過進一步使用有機化合物作為襯底或接觸電極，首先開發了用于FET和后來用于LED的“全有機”器件，由此創造了柔性器件的低成本和大面積制造的有前途的觀點。

文獻鏈接：All-Polymer Field-Effect Transistor Realized by Printing Techniques（Science, 1994, DOI:10.1126/science.265.5179.1684）

5、Physical Review Letters：一種長程有序但是不具有平移對稱性的金屬相

準晶體，是一種介于晶體和非晶體之間的固體。準晶體具有與晶體相似的長程有序的原子排列，但是準晶體不具備晶體的平移對稱性。準晶體的結構在20世紀之前就已經被建筑師熟知，例如在伊朗伊斯法罕的清真寺，上面瓷磚的圖案就是按照準晶樣式排列。準晶體是1982年發現的，具有凸多面體規則外形的，但不同于晶體的固態物質，它們具有晶體物質不具有的五重軸。如圖給出的含鈥－鎂－鋅三種金屬的準晶體的正十二面體外型。1984年底，Danielle.Shechtman（達尼埃爾·謝赫特曼）等人宣布，他們在急冷凝固的Al Mn合金中發現了具有五重旋轉對稱但并無平移周期性的合金像 ，即20面體準晶，這一準晶的拼圖形式由兩種不同的菱形組成。這篇文章發表于1984年，他們發現的這一五次對稱性結構產生于融化后快速冷卻的Al-Mn合金中。在晶體學及相關的學術界引起了很大的震動。不久，這種無平移周期性但有位置序的晶體就被稱為準晶體。2011年謝赫特曼還因發現了準晶體而獨享諾貝爾化學獎。

文獻鏈接：Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry（Phys. Rev. Lett.,? 1984, DOI:10.1103/PhysRevLett.53.1951）

6、專利：低電壓電解電容器

超級電容器是指介于傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，其容量可達幾百至上千法。與傳統電容器相比，它具有較大的容量、比能量或能力密度，較寬的工作溫度范圍和極長的使用壽命；而與蓄電池相比，它又具有較高的比功率，且對環境無污染。超級電容器最早出現，是在二十世紀六十年代后期，從單一的功能，發展到現在的多功能，將來就是超級電容器的天下。超級電容器這一個新興行業，發達國家已有四十年的歷史，在中國盡管起步較遲，也有二十年了。1957年Howard I.Becker發表專利“Low voltage electrolytic capacitor”，發明了一種低電壓儲存裝置，在容量、成本、體積等都改善了很多。

7、Nature：石英在高壓下的結構轉換

在高壓下α-石英（最常見的四面體配位的二氧化硅多晶型物之一）的行為一直是幾個實驗研究的主題。 在室溫下，觀察到壓力誘導的非晶化（在約25-35GPa下），然后在較高壓力下（60GPa以上）通過轉變成晶體八面體配位的“金紅石樣”結構。1991年N. Binggeli在Nature上發表論文第一性原理計算了α-石英高壓結構的電子和結構特性，顯示了氧亞晶格的壓力誘導轉變為體心立方結構。立方亞晶格的形成促進了涉及Si配位變化的結構轉變。這種描述與分子動力學模擬中無定形壓力的混合Si配位的中間結晶相的證據一致，也可以解釋在較高壓力下向六重晶體結構的轉變。

文獻鏈接：Structural transformation of quartz at high pressures（Nature, 1991, DOI:10.1038/353344a0）

篇幅有限，本期就為大家介紹到這里，有想看的方向請大家積極留言！

本文由材料人學術組Allen供稿，材料牛整理編輯。

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