元素百科为您介绍精准调控实现有机光伏效率新突破。聚合物太阳能电池作为新兴的前沿研究领域，其能量转化效率的不断攀升主要得益于光活性层材料（包括电子给体与电子受体材料）的设计和开发。其中，通过分子结构的理性设计来调制材料的前线轨道能级是一种十分有效的提高器件开路电压的策略。近年，在中国科学院、国家自然科学基金委、北京市科委和中国科学院化学研究所的大力支持下，化学所高分子物理与化学国家重点实验室侯剑辉课题组研究人员对聚合物给体材料的能级调制进行了深入的研究。他们表示，通过降低给体材料的HOMO能级，可以实现相应光伏器件开路电压的提升，并最终获得更高的能量转化效率（Chem.Rev.2016,116,7397-7457;Polym.Int.2015,64,957-962）。 新型聚合物太阳能电池优势明显相对于给体材料，对传统的富勒烯型受体进行化学修饰更为困难。但令人振奋的是，此前研究人员在非富勒烯型聚合物太阳能电池中实现了超过11%的能量转换效率（Sci.ChinaChem.2016,DOI:10.1007/s11426-016-0198-0），这个结果已经十分接近传统的富勒烯型太阳能电池的最高效率。此外，相对于富勒烯型器件，非富勒烯型器件具有更加优异的稳定性，因此进一步发展此类光伏器件势在必行。聚合物太阳能电池研究新突破得益于近年来对给体材料能级调控的成功实施，研究人员对于非富勒烯受体材料能级的精准调控展开研究。近期，他们首次通过在小分子受体的两端引入弱给电子基团实现了对于受体材料LUMO能级的精准调控（Adv.Mater.2016,DOI:10.1002/adma.201602776）。研究表明：通过在特定位点进行给电子基团的修饰可以在保证材料HOMO能级基本不变的情况下，LUMO能级实现十分有效的提升；而随着给电子性取代基引入数量的增加，材料的LUMO能级实现阶梯式的提高。因此，相应器件的开路电压从原先的0.90V分别提升至0.94V和0.97V。更值得指出的是，由于取代基团较小的空间位阻，材料的堆积特性几乎未发生改变，理想的共混薄膜形貌得以保持。因此，以给体材料PBDB-T和受体材料IT-M构筑的非富勒烯型太阳能电池器件实现了效率的进一步突破，并取得了创纪录的12.05%的能量转换效率。该电池的效率通过了中国计量科学研究院的认证，并达到11.6%，这是目前公开认证最高效率的单结有机太阳电池。同时，该工作也展现出受体材料精准能级调制的重要性，这将极大地促进受体光伏材料的发展。

元素百科为您介绍《应用材料和界面》实现热固性形状记忆聚合物形状重构。形状记忆聚合物(shapememorypolymer,SMP)是一种在一定条件下能够固定暂时形状并且在外界刺激下能够恢复到初始形状的智能材料，在柔性电子器件、生物医学以及航空航天等领域应用前景广泛。热固性形状记忆聚合物作为形状记忆聚合物的重要组成部分，与热塑性形状记忆聚合物相比，具有优异的稳定性和形状记忆性能。然而，热固性聚合物一旦交联固化成型其形状无法改变，即形状记忆聚合物的原始形变无法再改变，从而限制了其应用。 热固性聚合物重构中国科学院兰州化学物理研究所研究员王齐华带领的团队通过在热固性聚合物中引入动态共价自适应网络（Covalentadaptablenetwork，CAN），实现了热固性形状记忆环氧树脂的原始形状重构。动态共价键自适应的网络结构在一定的热或光等的刺激下能够发生共价键的交换反应，因此可以实现热固性聚合物的焊接、再加工等性能。热固性聚合物具有记忆性能研究人员在环氧树脂中引入温度诱发的、具有酯交换性能的动态共价键，在酯交换反应温度下改变性状并保持一定时间，随后借助动态酯交换反应实现应力完全松弛，从而产生新的形状。定性和定量的表征都表明原始性状和再重构的形状都具有优异的形状记忆性能。此外，由于环氧树脂较脆，通过引入增强性的石墨烯很好地改善了环氧的力学性能，为获得较大形变的形状记忆及重构性能提供了保障。同时石墨烯作为很好的光热转换材料能够将红外光转换为热能，因此也实现了红外光引发的形状恢复。该形状可重构的形状记忆聚合物的制备有望为热固性形状记忆聚合物的再加工、自修复以及形状重构提供新的思路，同时也拓宽了热固性形状记忆聚合物材料的应用范围。以上工作得到了国家重点基础研究发展计划（“973”计划）、中科院国防创新基金和国家自然科学基金的资助。相关结果发表在美国化学学会《应用材料和界面》（ACSappliedmaterials&interfaces2016,8(33),21691-21699）上。

元素百科为您介绍石化和化工行业明确创新发展方向。工业和信息化部近日发布了《产业技术创新能力发展规划(2016-2020年)》。到2020年，我国工业和信息化重点领域产业技术创新能力明显提高，集成创新、引进消化吸收再创新能力大幅增强，关键领域科学研究实现原创性重大突破，战略性高技术领域技术研究能力明显提升，若干领域创新成果水平进入世界前列。 石油和化工行业规划方向规划提出，重点建成15家左右国家制造业创新中心及一批省级制造业创新中心，培育及认定100家左右工业和信息化部重点实验室，建设60家产业技术基础公共服务平台。认定300家以上国家技术创新示范企业，规模以上工业企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过1.17%，行业领军企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过3%。规模以上工业企业每亿元主营业务收入有效发明专利数达到0.61件。围绕智能制造、新材料等重点领域制修订标准10000项以上，主导形成国际标准120项以上，重点领域国际标准转化率达到90%以上。石油和化学行业规划内容石化和化学工业方面，《规划》提出开发高性能合成树脂、高效绿色阻燃材料、高性能合成橡胶、高性能膜材料等高端石化产品的制备加工技术。突破石油炼制技术，满足质量升级需求，提高石油资源利用率。开展现代煤化工升级示范，发展生物化工，进一步降低石化行业对石油资源的依赖性。开发高效、环保新型肥料等创新产品及新型肥料增效技术，开发高效、安全、经济、环境友好的农药品种。突破典型无机产品、有机产品和关键中间体的绿色制造工艺。