聚焦科研 | 合肥工大近期部分科研成果速览

我校在基于纳米级忆阻器的新型存内计算技术研究领域取得新进展

近日，我校微电子学院解光军教授、张章教授团队与华东理工大学陈彧教授团队、上海交通大学刘钢研究员团队合作，研究发现利用二维共轭策略增强分子平面性、有序排列以及有机高分子的结晶度，可以均化薄膜内部电场分布，从而获得体相整体的忆阻效应。相关研究成果“90% Yield Production of Polymer Nano-Memristor for In-Memory Computing”发表在Nature Communications(2021,12:1984)上。

团队设计制备了二维共轭的氧化还原活性高分子PBDTT-BQTPA，并以该二维共轭高分子材料为活性层，首次制备了线宽为100纳米的有机忆阻器件，在百纳米到百微米的尺度范围内呈现了均匀的忆阻调变。利用这种具有高稳定性和快速响应特点的有机忆阻器件，研究人员构建了二进制神经网络并用于手写阿拉别数字的识别。

图1：二维共轭高分子的分子结构、堆叠顺序以及纳米器件性能表现

利用二维有机共轭策略提高高分子的共平面性、结晶度和阻变稳定性，通过微纳加工技术制备的良率高达90%的低功耗高分子忆阻器，具有与金属氧化物忆阻器可比拟的应用潜力，为发展小型化、高密度与低功耗存算计算技术提供了新的优势器件基础。

图2：基于二维聚合物忆阻器的模拟神经形态模式识别

该研究得到了国家自然科学基金等经费支持。

详细阅读：

http://news.hfut.edu.cn/info/1011/37863.htm

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-22243-8.pdf

我校在聚合物微结构加工及应用方面取得系列研究进展

近期，我校刘焜教授课题组、吴思竹副教授与中国科学技术大学吴东教授课题组合作，在聚合物微结构的高效加工、界面润湿效应调控以及相关功能性应用方面取得一系列研究新进展，相关研究成果分别在线发表在工程技术领域著名期刊Adv. Func. Mater.,Appl. Phys. Lett.以及Langmuir上。

研究团队利用激光直写并结合聚合物转印技术，制备了一种形貌可控的三维微锥结构阵列，并利用银纳米薄膜的原位加热功能，实现了微锥结构从弯曲到直立的原位调谐。

图1：聚合物微结构的制备和形态调谐方法示意图

在此基础上，团队通过在聚合物材料内部掺杂带有磁性的铁粉颗粒，从而对智能微结构进行了全方位的非接触式形态调控，利用这种形态可调的智能微结构可以实现微小液滴的多功能操控。同时，焦云龙副研究员进一步利用聚合物在不同弯曲状态下的粘附性差异，实现了高粘度流体在水下的无损转移，并探究润湿性和粘附性转化机制，同时利用机械拉伸方法在弹性聚合物表面上，通过改变微结构的尺寸大小改变流体在聚合物表面上的接触角滞后特性，建立了三相接触线的滞后阻力模型，并实现对水下流体滑移和钉扎运动行为的原位控制，在微流体领域具有重要的研究价值。

图2：聚合物微结构形状记忆与润湿性调控机制模型

图3：聚合物微结构在微液滴操控、水下粘附性调控以及信息加密等领域的应用展示

以上系列研究工作得到包括国家自然科学基金青年基金、面上基金以及中央高校基本科研业务费专项资金的资助。

详细阅读：

http://news.hfut.edu.cn/info/1011/37383.htm

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202100543

我校在智能柔性光驱动器研究领域取得新进展

近期，我校吴玉程教授、胡颖研究员课题组在智能柔性光驱动器研究领域取得新进展。团队与中科院上海硅酸盐所王冉冉研究员、南京工业大学武观副教授等合作，发展了一种基于MXene的新型柔性智能光驱动器与软体机器人，相关研究成果在线发表在国际著名学术期刊ACS Nano上。

针对这一难题，该研究人员采用偶联剂进行修饰，增大了MXene纳米片的层间距，并采用真空抽滤的方法制备了不对称微观层状结构以及力学性能增强的独立支撑的MXene薄膜。该薄膜表现出宏观尺度的光驱动响应，在光照下可产生可逆的快速弯曲变形。在此基础上，研制了对自然太阳光具有超高响应的柔性双晶片结构光驱动器（图1）。该驱动器能在自然太阳光照射下产生快速的弯曲变形，变形角度可达346度。

图1：柔性光驱动器在自然太阳光以及人工光源照射下的快速弯曲变形

利用该驱动器在自然阳光的光强波动下的连续弯曲变形作为机械动力源，并通过仿“尺蠖”的结构设计来将重复弯曲变形矫正为定向运动，从而构造了仿尺蠖的柔性机器人，实现了其在自然阳光照射下、无需人工能量和控制的自主定向运动。

图2：仿尺蠖结构的柔性“机器人”在自然太阳照射下、无需人工控制的自主定向运动

此外，利用该驱动器还制备了能在阳光照射下举起物体的柔性臂，以及“熊猫”机器人饰品。该驱动器还可用于制备可穿戴的装饰品和品牌标识。以上研究为开发自然太阳光驱动的柔性驱动器提供了一种新的设计策略，并揭示了太阳光驱动器在仿生微型软体机器人、空间智能遮阳板、太阳能驱动器件和可穿戴服装等方面的应用前景。

图3：采用柔性驱动器制备的可穿戴饰品，能集成到服装上，在太阳光下产生三维变形

该工作得到了国家自然科学基金、安徽省杰出青年科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金等的资助。

详细阅读：

http://news.hfut.edu.cn/info/1011/37299.htm

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c10797

学党史 ·  知校情

1975年4月2日，董必武在北京逝世，终年90岁。《讣告》称他是中国共产党的创始人之一，中国共产党的优秀党员，中国人民的伟大的革命战士，党和国家卓越的领导人之一。新中国成立后，董必武曾任中央政法委员会主任，政务院副总理，最高人民法院院长，第二届政协副主席，中央监察委员会书记，中华人民共和国副主席、代理主席，全国人大常委会副委员长等职。

【校史上的今天】

2004年4月2日，学校召开本科教学工作水平评估与建设工作动员大会。学校本科教学评建工作全面启动。

素材来源：人民网、共产党员网、《合肥工业大学校史（1945-2005）》

学生编辑：杨蕊、李秋晨、韩彬妮

责任编辑：李庆宇、卫婷婷

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素材来源 | 校全媒体中心 

学生编辑 | 刘梦霞

责任编辑 | 卫婷婷 张雪童

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