巍巍秦岭山下,粼粼启翔湖畔。在西北工业大学长安校区,有一所神秘的实验室。

2018年8月,这所实验室正式成立。

一年多时间里,实验室承担科研项目 70余项,总立项经费逾 1.2亿元,其中千万级以上项目 3项。

在《自然》(Nature)、《科学》(Science),及《自然》子刊等国际顶级期刊发表学术论文 150篇。

目前,实验室人员中包括大奖888app官方下载科学院院士 1人,美国/俄罗斯/德国/新加坡等外籍院士 5人,教育部“长江学者”4人,国家杰出青年基金获得者 5人,国家优秀青年科学基金获得者 3人,核心成员均具有多年海外学习和工作经历。

2020年1月5日,17位院士莅临西北工业大学,共同回顾实验室一年多来的成绩,展望实验室2020年的发展。

先给大家展示一下“超豪华”的专家阵容:

大奖888app官方下载科学院院士、华南理工大学校长高松

大奖888app官方下载工程院院士、四川大学校长李言荣

大奖888app官方下载科学院院士、西北工业大学常务副校长黄维

大奖888app官方下载科学院院士、北京大学常务副校长龚旗煌

大奖888app官方下载科学院院士郝跃

大奖888app官方下载科学院院士刘明

大奖888app官方下载科学院院士宣益民

大奖888app官方下载工程院外籍院士顾敏

大奖888app官方下载科学院院士郭万林

大奖888app官方下载科学院院士彭孝军

大奖888app官方下载工程院院士王琪

大奖888app官方下载工程院院士王沙飞

大奖888app官方下载科学院院士杨德仁

大奖888app官方下载工程院院士周济

大奖888app官方下载科学院院士崔铁军

大奖888app官方下载科学院院士樊春海

大奖888app官方下载科学院院士、南昌大学副校长江风益

除了以上两院院士外,出席会议的还有:

厦门大学校长张荣,天津大学副校长巩金龙,南京大学副校长陆延青等60余位专家学者

这个创造了发展“神话”的实验室,就是——西北工业大学柔性电子材料与器件工业和信息化部重点实验室。

柔性半透明太阳能电池、能检测“帕金森”的柔性电子探针、新型轴手性发光材料、有效对抗耐药性的光动力抗菌材料……这所神秘的实验室里进行的各种前沿科技探索,关乎着我们未来的生活。

现在,让我们进入这所神秘的实验室去看看!

新型柔性太阳能电池在这里诞生

在西北工业大学启翔楼一楼,一排明亮的“窗户”在走廊里一字排开,透过密封的玻璃望进去,充满科技感的各种仪器设备让人眼前一亮。这里是柔性电子材料与器件工业和信息化部重点实验室中的钙钛矿电池研究实验室。

穿鞋套、换防尘实验服,通过一个风力强劲的除尘仓,经过层层“关卡”,终于进入实验室。“高精密器件制备对环境要求较高,不仅实验室是无尘的,许多操作还要在无氧环境下完成。”博士后胡莹珍介绍。

那么,这个看起来如此高大上的实验室,究竟是做什么的呢?

你有没有想过,未来,你的手机上将会附着上一层薄薄的太阳能电池,身上穿着可穿戴电池,你的办公室窗户也可能附着上半透明的太阳能电池薄膜……这些想象在钙钛矿电池研究实验室里,都将逐渐付诸现实。

目前,制备钙钛矿太阳能电池的薄膜用到的溶剂,具有环境毒性,操作性低,严重制约了其商业化生产。而陈永华教授团队研发的离子液体钙钛矿光伏具有效率高、稳定性好、易放大、环境友好、一步成膜……用这种溶剂生产出的小型钙钛矿电池,在实验室模拟太阳光照射条件下即可生电,目前已取得23%以上的光电转换效率。

这有望用于大面积钙钛矿光伏器件,对于钙钛矿光伏器件在空气中大批量生产具有里程碑意义。未来如果将这类电池应用在手机上,我们将告别插座充电,太阳光就能“喂饱”手机,设备也将更加轻薄。这一研究还具有柔性和半透明等新应用方式,可用于制作超薄、超轻、柔性的可穿戴太阳能电池,以及用于制作建筑用节能窗、汽车节能风挡等。

神奇柔性电子探针将助力对抗“帕金森”

在另一间实验室内正在进行的试验,则更加的“微观”。这是李林教授团队正在进行的小分子荧光探针分析线粒体相关生物标志物的研究。

我们所熟知的许多疾病,如肿瘤、帕金森病、老年痴呆症、糖尿病等,都与线粒体代谢相关。课题组通过小分子荧光探针,在活体层面上对线粒体疾病相关的蛋白质活性标志物进行显影识别,并在基因水平上阐述了该类合成小分子生物功能调节剂在疾病诊断、信号转导和药物开发等生物医学领域巨大的应用前景。

如果这类小分子荧光探针能够在未来应用于临床,帕金森病人就可以通过监控检测,提早测出自己的病情变化趋势;而且,基于中枢神经线粒体标志物功能调节的神经缠绕柔性电子器件研究,未来可以在亚器官水平通过光调控病灶区线粒体功能,以缓解疾病症状。

手性发光材料将在3D显示领域大显身手

你知道吗,同一种材料的分子结构有时也与人的左右手一样,有不同的方向。在立体化学中,不能与镜像重叠的分子叫手性分子。

手性是生命过程的基本特征,构成生命体的有机分子绝大多数都是手性分子。作为生命的基本结构单元,氨基酸也有手性之分。人们使用的药物绝大多数具有手性,被称为手性药物。手性药物与它的对映体之间,往往存在不同甚至相反的作用。

在柔性电子研究领域,鲁神赐教授也引入了材料的手性研究,通过对不同分子的两种手性分子的获得,从而得到发光性能特别优异的材料。手性发光材料能够发射出圆偏振光(CPL),在3D显示领域有极大的应用前景。

柔性电子能抗菌?还没有耐药性!

近年来,随着细菌的耐药性越来越强,人类进入了“后抗生素时代”,“在此趋势下,预计2050年,细菌耐药性将导致全球每年约1000万人死亡”,在1月5日的报告中,李鹏教授指出。

李鹏教授带领团队在柔性电子领域开拓出杀灭细菌的另一条道路。团队研究发现,光敏剂在光的作用下可产生活性氧化物,这种氧化物可以对周围的分子、组织、细胞等产生氧化损伤,运用这一现象,就可以挑选无毒、无害的光敏剂,从而对细菌进行杀灭。不仅如此,因为光敏剂产生的活性氧化物没有特异性的靶标物,因此细菌对其不会产生耐药性。

近期,李鹏教授团队在光动力抗菌材料的bobgame、耐药菌感染治疗方面均取得了不错的进展。团队研发了一款可穿戴的便携式抗菌水凝胶敷料,将有望成为柔性电子医疗器械。

研究显示,在给凝胶通电后,伤口表面的细菌感染大大降低。

看完这些,是不是感觉高大上的柔性电子,其实离我们的生活非常近呢!也许,改变我们生活的创新技术,正在这所重点实验室中开展。

该实验室面向柔性电子领域科技前沿和国家重大需求,致力于解决具有共性的重大科学问题和关键技术。

未来,柔性电子材料与器件工业和信息化部重点实验室,将致力于促进我国柔性电子在应用领域的跨越式发展,为提升柔性电子相关领域研发和技术创新水平提供重要支撑。