为了不耽误科研进度,机半开启了大规模筛选。导体碲等各司其职的新闻元素,”史迅说。科学近日,破界实现该材料脆性-塑性转变。材中国热电领域“明星材料”碲化铋(Bi2Te3)性能优越但极易碎,牌无他没放弃这个有点像“副业”的机半方向。
10多年过去,导体拉伸应变超过15%。新闻2024年,科学研究越来越深入,破界但这个技术障碍,
团队在对Ag2S材料体系的研究中发现了一个奇妙的“过渡区”。打造出能“穿”在身上的发电机,常规陶瓷材料是脆的,保持实验室小批量样品的高性能是最大难题。未来手机的存储芯片可以像胶片一样卷曲。材料家族的“扩编”,
打破“刚”的特性5年没有放弃“顽固”材料
2013年,但无机非金属材料尤其是半导体均为脆性材料,”上海硅酸盐所副研究员杨世琪说。
“砸不碎、
揭开“柔”的奥秘从“一枝独秀”到“百花齐放”
Ag2S和InSe是特例,上海硅酸盐所副研究员高治强介绍,团队像调制精密配方一样,最大压缩应变近80%,
开拓“韧”的赛道要性能更要用武之地
具备塑性解决了“能用”的问题,其热电转换效率提升数个量级。意味着其力学行为不同于类似的材料。
终于,史迅就师从陈立东,研究还是未见起色。并与宏观性能建立有效关联。“成果转化过程中,大变形以及拉伸状况下,2018年,
塑性无机半导体在室温下具有很好的性能,打破了金属与无机非金属的传统边界,同时保持优异的热电性能。最终解决了这一转化应用之路上的关键问题。
“我们给Bi2Te3做了一场微观织构重构手术。打破了金属与无机非金属材料的传统性能边界,温度每变化1摄氏度,史迅为成果第一完成人,在上海硅酸盐所读博时,他们在国际上率先发现塑性无机半导体,该因子综合了3个关键参数,相关成果于2024年发表于《科学》。让“跨界新材料”的诞生成为可能。团队逐渐解析清楚了这一材料。现象感兴趣。使材料拉伸应变提升至与金属相当的100%时,该传感器件可以长期贴合皮肤进行连续监测,还是代表着一类未被发掘的材料家族?能否主动预测和寻找新的塑性半导体材料?
为此,可靠性,一名研究生发现有种常规的热电陶瓷材料怎么都砸不碎,助推塑性无机半导体向柔性电子皮肤、”但史迅总是不甘心,发现硒化铟(InSe)单晶材料也砸不碎、因此需要兼顾塑性和热电、
团队还研制出可“弯折”的存储与计算芯片,系列成果开始走向产业化。研究人员通常会考虑换材料,传感器电阻就会产生4.7%的明显变化。须保留本网站注明的“来源”,陈立东团队联合开展热电半导体材料相关研究。因为如果该材料无法粉碎与烧结,
| “破界”之材!提取了规模化过程中影响性能的关键因素,通过温加工实现塑性变形与精密成型。厚度仅0.3毫米(相当于鸡蛋壳的厚度)的超薄柔性热电器件,仍能表现出优良塑性,难以兼得。通过同时添加极微量的铜、带着系列疑问开启相关研究。在这个区域,当前主流的半导体都起源于欧美发达国家,”团队成员、便和陈立东多次探讨,为此, 他们研制出国际最薄、柔则失“性”,硒化锡等7种新型塑性二维无机半导体。主要技术难点在于如何确保计算模型的准确性、但史迅没有这么做。对我国在半导体材料领域的自主可控和技术突围具有重要意义。自取能传感器电源等。无法满足半导体工业蓬勃发展的需求。创造出“中国牌”无机半导体,如何在材料规模化生产的同时,3个参数如同一个材料的塑性体检报告指标,团队在《自然-材料》上发表相关成果, 彼时,一块砸不碎、团队借助高通量计算,柔性电子引起广泛关注并迅速发展, 更大的挑战在于改造那些性能优异但本性“脆弱”的经典材料。这个“顽固”的材料是硫化银(α-Ag2S)。 随着新一批学生的加入,” 史迅表示,极易发生断裂进而导致器件失效。这些微结构像无数个微小的“缓冲关节”和“能量耗散器”,摔不烂,上海硅酸盐所研究员陈立东是第二完成人。摔不烂,预测并验证了硒化铜、团队开辟了塑性无机半导体这一全新研究方向,尤其在半导体领域, 随后,创造性地提出了塑性变形因子这一理论模型。能有效阻碍裂纹的扩展,塑性是使用前提,史迅团队凭借“塑性无机半导体”系列原始创新,但对功能材料而言,从3451种硫族化合物中进行“海选”。建立预测模型,摔不烂的材料,这是有关材料的一道经典难题。即衡量抗开裂能力的“解理能”、“实验过程中,仲鹤/摄 ■本报记者 王昊昊 刚则易碎、而是一种可能具有普适性的新特性。” 《中国科学报》(2026-02-03 第1版 要闻) 特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,10多年前,重复性等开展大量试验研究,团队又实现了一系列新突破。而有机半导体电学性能可调范围较小,实现该领域“从0到1”的突破,”史迅团队对该材料的力学特性展开研究,实现该领域“从0到1”的突破,最终发现了多种新型塑性半导体。原来,研究生换了两名,让塑性无机半导体有了可供探索和设计的丰富材料库。就没法开展后续研究。”仇鹏飞说, 目前,最终将压缩应变提升至80%,Ag2S多晶和InSe单晶在块体形态下具有类似金属的良好塑性,为什么这个材料如此反常?”他立马来了兴趣。证明了塑性并非个例,面对如何确保计算准确性、”史迅表示。团队建立了标准化的计算方案以确保不同材料数据之间的可比性,有望应用于局部炎症精准检测或血液循环异常实时监测。”上海硅酸盐所研究员仇鹏飞说,产品应用场景包括光模块精确控温、“中国牌”无机半导体来了 |

塑性无机半导体(左)和柔性热电器件。让中国科学院上海硅酸盐研究所(以下简称上海硅酸盐所)研究员史迅科研团队的实验短暂遇阻。
有了理论工具,弯曲应变超过20%,针对样品的均匀性、既保留了使其柔韧的化学键网络,我们和企业技术人员深度合作,硒、极端环境探测等新场景拓展应用。团队又于2020年在《科学》发表成果,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,植入式医疗器件、
“这一大规模筛选过程中,在人体健康监测中,又获得了更优的导电特性。如同鱼与熊掌,芯片散热、多样化微结构,“好用”才是终极目标。完全是两回事。
“实验室做几克样品与工厂生产几公斤产品,
几年过去,“如果很长时间不出成果,
基于高性能塑性功能材料,“我们将逐步发现和拓展更多塑性无机半导体种类,团队迈出“从1到10”的关键一步,扭转而不破碎,但过程并不顺利。团队通过反复验证和优化,在“主业”热电材料研究频出成果的同时,
“我们实现了从偶然发现个例到建立普适理论预测模型、设计改造材料的过程,如何适应其他工作温度条件?
解决材料塑性对温度的依赖问题尤为关键。硒化银等8种塑性无机半导体材料,在大弯曲、这个技术难题让研究生很苦恼,
紧接着,中国科学院院士、开展成果转移转化,像金属一样,荣获2025年度中国科学院杰出科技成就奖基础研究奖。也摔不烂。并将外部施加的机械应力通过自身可控的滑移或畸变吸收,团队通过调制反位缺陷诱导形成高密度、因此在察觉到这其中或许存在有趣的科学问题后,
团队开发出柔性温度传感阵列,他们建立了自动化计算流程,被认为有可能带来一场电子技术革命。折叠、决定滑移难易的“滑移能垒”以及反映材料刚度的“杨氏模量”。脑机接口、有了这一发现,容易打击科研新人的信心,最终将目标范围大幅缩小至20余种重点候选材料。可被大幅弯曲、请与我们接洽。光学性能总与机械脆性相伴,史迅、网站或个人从本网站转载使用,因此两名学生最后去研究简单一些的材料体系了。团队成功验证了二硫化钼、
“功能半导体材料只追求力学塑性无实际意义,上海硅酸盐所将11项与塑性无机半导体相关的专利转让给中科玻声科技(溧阳)有限公司,“我总对一些稀奇古怪的材料、宣布发现首个可弯曲拉伸无机半导体材料α-Ag2S。团队进一步建立了变温塑性模型,并通过在已知塑性材料上进行反复验证,团队创造的“中国牌”无机半导体,要使材料适配柔性场景以及复杂几何形态,能快速评估其塑性潜能。建立可靠判据等难题,从而使材料从脆性断裂转变为塑性变形,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、甚至可叠成纸飞机的形状。意外叩开了材料科学领域一扇全新的大门。并初步开展产业应用研究。功能才是核心价值,卓越的电学、材料的原子排列处于“左右逢源”的微妙状态,传感等功能特性。