功能薄膜是一类具有电、磁、光、热等方面有特殊性质，或者在其作用下表现出特殊功能的薄膜材料。

  以下分享十大登上《Nature》、《Science》等顶级期刊的功能薄膜技术突破。

中科院硅酸盐所朱英杰研究员和华中大胡先罗教授合作研制出新型耐高温锂离子电池隔膜

  中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰带领的团队，与华中科技大学教授胡先罗带领的团队合作，在此前羟基磷灰石超长纳米线新型无机耐火纸的研究工作基础上，研发出一种新型羟基磷灰石超长纳米线基耐高温锂离子电池隔膜。

  该电池隔膜具有诸多优点，如柔韧性高、力学强度好、孔隙率高、电解液润湿和吸附性能优良、热稳定性高、耐高温、阻燃耐火，在700℃的高温下仍可保持其结构完整性。

南京工业大学金万勤教授团队在石墨烯膜领域取得了重大突破

  南京工业大学金万勤团队和中国科学院上海应用物理研究所方海平团队、上海大学吴明红团队、浙江农林大学学者多方合作，提出并实现了用水合离子自身精确控制石墨烯膜的层间距，展示了其出色的离子筛分和海水淡化性能，并用理论计算、上海光源的X射线小角散射（BL16B1）和精细吸收谱（BL14W1）实验阐明了机理。

美国科罗拉多大学杨荣贵和尹晓波教授发明廉价的“降温塑料”

  美国科罗拉多大学杨荣贵和尹晓波教授在《科学》杂志上发表文章表示发明了一种无需制冷剂、无需电力就可以为建筑降温的薄膜。这种降温薄膜由透明的聚合物制成，这是一种塑料，商业名称是TPX。他们把TPX加工成约50微米厚的薄膜，将一面镀上银，另一面随机镶嵌许多直径在8微米左右的小玻璃珠。在屋顶上铺设时，镀银的一面朝下，太阳光会就被TPX塑料反射回去，防止热量向下渗透。

  该薄膜冷却效果强劲，可以大规模生产，且成本低廉，每平方米只需大约50美分，被称为有划时代意义的降温材料。

麻省理工学院：基于石墨烯的透析膜比现有材料过滤快10倍

  麻省理工学院工程师团队利用石墨烯材料研发出一种新型的膜，可以过滤溶液中的纳米级分子，比目前的透析系统中快10倍以上，从而彻底改变了透析过程。

  他们设计出的这种石墨烯膜有非常小的孔，以通过只有0.66纳米宽的氯化钾分子。研究人员发现膜能有效地通过这些分子。

浙大高超教授课题组：高导热超柔性石墨烯膜

  浙江大学高分子系高超教授团队研发出一种高导热超柔性石墨烯组装膜，导热率最高达到2053W/mK（瓦特/米开），接近理想单层石墨烯导热率的40%，创造宏观材料导热率的新纪录；同时该材料由微褶皱化大片石墨烯组装而成，具有超柔性，可被反复折叠6000次，承受弯曲十万次。

  这一最新成果解决了宏观材料高导热和高柔性不能兼顾的世界性难题，有望在高效热管理、新一代柔性电子器件及航空航天等领域获得重要应用。

上海交大韩礼元教授团队：大面积高效率太阳能电池薄膜，比蝉翼还薄几十倍

  《自然》在线发表了上海交通大学材料科学与工程学院韩礼元教授团队的研究成果：使用更加经济安全的新方法，制备出比蝉翼还薄数十倍的大面积钙钛矿薄膜。该薄膜引进甲铵气体让气体中的甲铵分子和钙钛矿材料中的甲铵离子进行反应，将生成物混合后就可以得到钙钛矿材料的液体，再通过控制压力把液体材料涂布在平板基底上，从而得到了均匀分布的液体薄膜。

  材料优势：该薄膜有助于开发有效面积36.1平方厘米的钙钛矿电池模块，在国际认证机构首次获得了12.1%的认证效率，创造了第一个大面积钙钛矿模块的效率世界纪录。韩礼元表示，这一成果的出现意味着未来钙钛矿光伏技术有了走出实验室、实现大规模产业化的可能。

中科院深圳先进院副研究员杜学敏和华东师大研究员张利东合作研发出“不知疲倦”的仿生智能薄膜

  中科院深圳先进院副研究员杜学敏和华东师大研究员张利东合作研发出的这款新的复合薄膜通过别出心裁的材料选择与阵列化通道设计，薄膜在丙酮的蒸汽氛围中，会“不知疲倦”翩然起舞，并可以将薄膜卷曲成各种可控复杂结构。

  聚偏氟乙烯/聚乙烯醇双层膜的仿生形变。花瓣形状的双层膜吸收丙酮分子产生像萝卜花一样的形变运动。利用此种仿生运动设计的薄膜传感器，可以长时间连续监测环境中丙酮浓度。

合肥工大制备出大晶粒非层状结构材料薄膜

  合肥工业大学王敏、陈翌庆团队和韩国成均馆大学科研人员合作提出了一种新的界面限域外延生长方法，成功制备出高质量大晶粒非层状结构硒化镍薄膜，并将其构筑为光探测器阵列，为新一代柔性图像传感器的研发提供了新方法。相关成果发表在《先进材料》上。

  由于这种新型材料薄膜的晶粒达到微米尺度，晶粒间的晶界减少，显著降低了晶界对载流子的散射，从而大幅提高了光探测器的响应度。该成果攻克了非层状结构材料薄膜生长难题，可应用于多种材料。

湘潭大学周益春教授和台湾交通大学朱英豪教授在柔性钙钛矿外延铁电薄膜取得进展

  湘潭大学材料科学与工程学院周益春教授和台湾交通大学材料系朱英豪教授在柔性钙钛矿铁电薄膜材料领域取得突破性进展，开创性地在天然单晶柔性云母片上直接生长出了可大尺度弯曲、无性能退化、低成本的高品质外延铁电薄膜。相关研究成果发表于《Science》子刊上《Science Advances》上。

  此柔性铁电薄膜极大地简化了当前柔性铁电薄膜的技术复杂性，相比于其它柔性有机铁电薄膜，具有其它有机材料无法比拟的优异的铁电性能和热稳定性能。除此之外，此柔性铁电薄膜还表现出非常显著的可弯曲特性。

江苏师范大学李海涛课题组开发出新型石墨烯薄膜 吸附率创新高

  江苏师范大学李海涛教授课题组率先成功开发了一种石墨烯多功能复合膜。该新型薄膜利用活性炭材料之间的协同作用，制备了基于氧化石墨烯的复合薄膜材料，实现了对引用水中抗生素物质的完全去除。相关成果发表在《自然》杂志子刊《Scientific Reports》上。

  这种超轻超薄的石墨烯—活性炭薄膜吸附效率，对包括抗生素在内的颗粒状物体可达99.99%。

  部分资料来源：新材料在线