《科学》报道材料学院周欢萍团队和张艳锋团队在钙钛矿太阳能电池的重要进展。

地下水，全世界普遍的淡水资源，是农业灌溉、民生用水、经济发展等方面的重要水源。2019年9月河海大学水文院黄璟胜教授团队在国际期刊《Journal of Hazardous Materials》（2019年影响因子达7.650，环境科学与环境工程领域排序前5%）发表题为“Analysis of radially convergent tracer test in a two-zone confined aquifer with vertical dispersion effect: Asymmetrical and symmetrical transports”高水平论文，在地下水修复人才培养与科学研究方面迈出重要步伐。随着地下水污染的急剧增加，示踪试验对地下水修复具有重要意义。径向示踪试验解析模型存在因子参数物理意义不完整的问题，非径向数值模型虽然避免了因子参数，但存在网格建构困难与计算耗时两个问题。本篇论文完善了径向示踪试验模型，定义模型的因子参数、示踪剂初始浓度、稳态浓度三者的本构关系，赋予因子参数完整的物理意义，阐明了径向与非径向两种模型在特定情况下存在相同的浓度穿透曲线。通过含水层厚度、弥散度、特性长度三者组成的无量刚参数设置观测井，实际的三维污染传输可简化为二维、甚至一维传输，不仅揭示了弥散现象与稀释机理，更能有效排除不敏感参数，大幅提高参数估计反问题的计算性能，提升获得全局最佳解的概率。研究成果开启了地下水溶质运移的新思维、新见解，对推动示踪试验的高效应用以及实现地下水修复、解决实际的水资源需求具有重要意义。

南昌大学汤渊源教授在熊仁根教授提出的“托氟效应”理论的指导下，与江苏科技大学陈立庄教授合作，在有机-无机杂化型铁电体领域取得重要进展。通过精准修饰有机阳离子，成功地合成了新型非钙钛矿结构ABX3（A、B为阳离子，X为阴离子）铁电体[(CH3)3NCH2F]ZnCl3，这是首例ABX3锌卤盐铁电体。 钙钛矿型ABX3有机-无机杂化材料拥有丰富的性能，比如铁电性、压电性、光致发光、铁磁性等。其中，铁电性作为一种重要的物理性质，在非挥发性存储器、电容器、传感器等领域具有广泛的应用。除了钙钛矿结构，ABX3型化合物也可以结晶在其他结构里。比如无机的ABX3化合物可以结晶成辉矿石结构、刚玉结构、六方锰矿结构等。相应地，有小部分有机-无机杂化ABX3型化合物可以结晶成由BX3五面体或四面体构成的非钙钛矿结构。但是，在这些非钙钛矿型的ABX3化合物中却很少有铁电性的报道。这主要是由于对铁电体结构与性能的关系认识不够所导致的。因此，深入探究铁电体的构效关系，对于精准设计有机-无机杂化型铁电体具有重要意义。 根据诺埃曼原则，铁电体必定属于10个极性点群。因此，在晶体中引入极性分子或是极性无机骨架将会是设计铁电体一个非常有效的策略。团队基于前期工作的系统筛选，锁定了拥有极性结构的[(CH3)4N]ZnCl3。它的晶体结构中，所有ZnCl4四面体沿着同一个方向以共角的方式排列，形成极性的[ZnCl3]-n链。这与一维钙钛矿结构和硅酸盐结构不同，在这两种结构中偶极子被相互抵消。然而进一步的表征表明，[(CH3)4N]ZnCl3没有相变，且不具铁电性。另一个精准设计有机-无机杂化铁电体的策略是“托氟效应”理论，用电负性最强的F原子取代分子中的H原子，可以改变分子中原子间的相互作用，进而引入铁电性。受该理论的启发，研究者对[(CH3)4N]ZnCl3进一步修饰，用电负性较强的卤素原子F、Cl、Br、I来取代准球形有机阳离子[(CH3)4N]+上的H原子，获得了4例非钙钛矿结构的ABX3型化合物。其中，[(CH3)3NCH2F]ZnCl3被证明具有铁电性。对于[(CH3)3NCH2X]ZnCl3 (X = Cl, Br, I)，没有可靠的证据显示他们具有铁电性。[(CH3)3NCH2F]+阳离子中电负性更强的F原子影响了[ZnCl3]n-链中的Cl原子，形成相对较强的F…Cl作用，这种卤-卤键连接了阳离子和无机链。这样，阳离子的翻转将会带动极性阴离子链的翻转，使得体系在两种极化状态之间转换的能量降低，所以[(CH3)3NCH2F]ZnCl3具有在外电场作用下可翻转的自发极化，即铁电性。相比于F原子，Cl、Br、I原子的电负性较弱，这种卤-卤作用在[(CH3)3NCH2X]ZnCl3 (X = Cl, Br, I)中不足以诱导出铁电性。这项研究为精准设计新型有机-无机杂化铁电体提出了新的思路。

该研究不仅阐释了MdERF17蛋白翻译后修饰的分子遗传调控机理，同时揭示了两个MdMPK4蛋白分别参与调控叶绿素降解和花青素积累以响应光/暗转换的分子机制。

场效应晶体管（Field Effect Transistor, FET）是芯片与集成电路的基本单元，由金属电极、半导体电荷传输层和绝缘电介质层三部分组成。近年来，电气设备和电子产品小型化、轻量化、智能化的发展趋势对FET等基础电学元器件提出了向高性能、微型化、高频化和柔性化发展的需求。进入21世纪后，随着多种具有共轭π键体系聚合物和小分子的合成，有机半导体材料的优良电荷传输特性已被较为充分地发掘，分子结构创新的匮乏导致半导体材料电荷传输性能难有跨越式的提升。基于这种现状，西安交通大学鲁广昊教授课题组将研究重点转向绝缘电介质层，通过充分挖掘绝缘介质带电特性形成可控的栅极补偿电场，实现FET半导体层电荷传输的调控并提高器件性能。近日，前沿院鲁广昊教授课题组与电气学院李盛涛教授课题组、理学院张志成教授课题组、中科院长春应用化学研究所崔冬梅研究员课题组开展合作，通过自由基聚合合成了一种新型绝缘聚合物分子：无规4-氟代聚苯乙烯（Poly(4-fluorostyrene)，FPS）。该聚合物具有较高的深电荷陷阱密度、高击穿场强、高热稳定性和疏水性，可实现高度稳定的驻极体。以FPS薄膜作为栅极介电层，并以C12-BTBT作为半导体层制备的有机场效应晶体管具有高达11.2 cm2·V-1·s-1的场效应迁移率，高达107的开/关比和较小的阈值电压。与广泛使用的聚苯乙烯相比，FPS的电子和空穴陷阱密度及陷阱能级均有所上升，带来6.8×1012cm-2的高带电量。利用FPS制备的OFET存储器件可在大于100 V的宽存储窗口下工作，并具有在空气环境中大于一个月的存储稳定性。 该研究成果以“Soluble Poly(4-fluorostyrene): a High-performance Dielectric Electret for Organic Transistors and Memories”为题发表在国际材料领域权威期刊Materials Horizons上（影响因子：14.356）。该文第一作者为西安交大前沿院助理教授朱远惟博士，通信作者为前沿院鲁广昊教授、电气学院李盛涛教授和中科院长春应化所刘波副研究员。该工作得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基础研究计划、国家博士后基金、电力设备电气绝缘国家重点实验室中青年基金及校基本科研业务费的资助。论文链接为：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/mh/d0mh00203h/unauth#!divAbstract课题组网站：http://gr.xjtu.edu.cn/web/guanghaolu/home

一种光反应驱动的聚轮烷状二维超分子纳米组装体系及其制备方法及应用，属于周期性的超分子纳米组装体领域。其构筑单元以葫芦[8]脲为主体，以三苯胺衍生物为客体。烯基吡啶盐修饰的三苯胺和葫芦[8]脲首先通过主‑客体相互作用自组装形成二维周期性聚准轮烷状超分子组装体、在可见光照的条件下，客体分子中的烯基结构会发生光二聚反应，使得原来的聚准轮烷状超分子组装体转化为更加稳定的二维周期性聚轮烷状超分子组装体、由于所得的聚轮烷状超分子组装体具有良好的稳定性和水溶性，可以作为富勒烯(C60)的捕获剂，进一步构筑功能性的超分子复合体系，并在光动力治疗方面表现了良好的效果，在医药卫生方面具有比较广阔的应用前景。

本项目在大型屋盖风致作用机理、风效应分析理论、设计风荷载确定方法和 屋面系统抗风的技术措施、检测评价方法等方面取得了以下创新成果：（1） 提出了大跨屋盖非高斯极值风压分析理论和多模态耦合风振效应分析理论 系统构建了非定常、非高斯特性的屋面风荷载模型，提出了屋盖非高斯风压时程的概率密度表达式、多样本风压极值概率分布模型；提出能够计入多模态参 与的耦合效应和结构、风荷载、风向不确定性的基于概率的高效风振计算方法。 系统建立了屋面风荷载和结构风效应的分析理论。（2） 提出了屋面围护结构和大跨承重结构抗风设计方法提出考虑非高斯极值、相关性面积折减、风向效应的围护结构风荷载计算方 法，提出了可考虑多模态风振响应的多目标等效静风荷载分析方法。基于提出的 理论方法和大规模风洞实验，分析不同结构参数和风荷载参数下的平面、柱面、 球面、双坡、鞍型、悬挑等典型屋面围护结构全方向极值风压及大跨主体结构的 等效静风设计荷载，给出了可供设计直接使用的计算图表。（3） 提出了改善屋面围护系统抗风承载力的技术措施、评价方法以及检测手段 提出了屋面围护系统的材料选择要求和构造设计原则；研发了改善和提高抗风承载力的金属屋面板板型和抗风揭部品部件，同时很好地满足功能及节能环保 要求；提出围护系统抗风揭的实验室测试方法和现场原位测试方法，及屋面系统 的安全性评价方法。

本项目在大型屋盖风致作用机理、风效应分析理论、设计风荷载确定方法和 屋面系统抗风的技术措施、检测评价方法等方面取得了以下创新成果：（1）  提出了大跨屋盖非高斯极值风压分析理论和多模态耦合风振效应分析理论 系统构建了非定常、非高斯特性的屋面风荷载模型，提出了屋盖非高斯风压时程的概率密度表达式、多样本风压极值概率分布模型；提出能够计入多模态参 与的耦合效应和结构、风荷载、风向不确定性的基于概率的高效风振计算方法。 系统建立了屋面风荷载和结构风效应的分析理论。（2）  提出了屋面围护结构和大跨承重结构抗风设计方法 提出考虑非高斯极值、相关性面积折减、风向效应的围护结构风荷载计算方 法，提出了可考虑多模态风振响应的多目标等效静风荷载分析方法。基于提出的 理论方法和大规模风洞实验，分析不同结构参数和风荷载参数下的平面、柱面、 球面、双坡、鞍型、悬挑等典型屋面围护结构全方向极值风压及大跨主体结构的 等效静风设计荷载，给出了可供设计直接使用的计算图表。（3）  提出了改善屋面围护系统抗风承载力的技术措施、评价方法以及检测手段 提出了屋面围护系统的材料选择要求和构造设计原则；研发了改善和提高抗风承载力的金属屋面板板型和抗风揭部品部件，同时很好地满足功能及节能环保 要求；提出围护系统抗风揭的实验室测试方法和现场原位测试方法，及屋面系统 的安全性评价方法。