納米材料專題
納米材料和技術(shù)前沿科技動(dòng)態(tài)
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1、ACS Nano：3D打印熱調(diào)節(jié)織物
空氣中冷卻是人們?nèi)粘Ｉ钪心芰肯牡闹饕糠?，盡管在炎熱天氣里我們習(xí)慣躲在陰涼的房間里獲得舒適感，但是這是十分耗能和高成本的。近日，馬里蘭大學(xué)帕克分校胡良兵教授（通訊作者）團(tuán)隊(duì)展示了一種使用導(dǎo)熱和高度均衡的氮化硼（BN）/聚（乙烯醇）（PVA）復(fù)合材料（表示為a-BN/PVA）纖維的熱調(diào)節(jié)紡織品，以改善紡織品的熱傳遞性能。a-BN / PVA復(fù)合纖維是通過快速和可擴(kuò)展的3D打印方法制造的。BN納米片（BNNSs）在纖維制造過程中可以實(shí)現(xiàn)均勻分散和高對位，從而實(shí)現(xiàn)高機(jī)械強(qiáng)度（355MPa）和良好的散熱。
文獻(xiàn)鏈接：Three-Dimensional Printed Thermal Regulation Textiles（ACS Nano,2017,DOI:10.1021/acsnano.7b06295）
2、Advanced Functional Materials：氧化石墨烯基薄層網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)聲音吸收
噪音是一種環(huán)境污染物，對人類的心理和生理健康有很大的影響。近日，阿德萊德大學(xué)Dusan Losic（通訊作者）團(tuán)隊(duì)基于由格柵形三聚氰胺骨架支撐的自組裝互連氧化石墨烯（GO）片材，發(fā)現(xiàn)了有效且強(qiáng)健的層狀結(jié)構(gòu)作為吸聲器。與三聚氰胺泡沫相比，所制備的薄片結(jié)構(gòu)在128-4000Hz的寬吸收帶上表現(xiàn)出約60.3％（在較低頻率下約為100％）的增強(qiáng)。增強(qiáng)的聲學(xué)吸收都被確定為與結(jié)構(gòu)有關(guān)而與密度無關(guān)。開孔結(jié)構(gòu)中的消聲是由于粘性和熱損失造成的，而在波傳播中主要是曲折，并且GO-基片層的表面積增大實(shí)現(xiàn)。
文獻(xiàn)鏈接：Graphene Oxide-Based Lamella Network for Enhanced Sound Absorption（Adv.Funct.Mater.,2017,DOI:10.1002/adfm.201703820）
3、ACS Nano：鸚哥魚牙齒的微觀結(jié)構(gòu)研究——堅(jiān)硬的生物礦石
鸚哥魚（鸚嘴魚科）常常以石珊瑚為食，其牙齒的堅(jiān)硬程度引起了威斯康星大學(xué)Pupa U.P.A. Gilbert和勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室Matthew A. Marcus（共同通訊）等人的注意。該團(tuán)隊(duì)研究了頭足類鸚嘴魚小鼻綠鸚哥魚牙齒的化學(xué)成分，納米和微米尺度結(jié)構(gòu)以及力學(xué)性能。它的似釉質(zhì)是氟磷灰石（Ca5（PO4）3F）生物礦物質(zhì)，具有優(yōu)異的機(jī)械特性：平均彈性模量為124GPa，咬合表面附近的平均硬度是7.3GPa，是測得的最堅(jiān)硬的生物礦物質(zhì)之一。平均壓痕屈服強(qiáng)度在6GPa以上，平均斷裂韌性為2.5MPa.m1/2，對于高度礦化的材料來說相對較高。
文獻(xiàn)鏈接：Parrotfish Teeth: Stiff Biominerals Whose Microstructure Makes Them Tough and Abrasion-Resistant to Bite Stony Corals（ACS Nano,2017,DOI:10.1021/acsnano.7b05044）
4、Journal of the American Chemical Society：超薄Ni/CdS納米片催化H2生成的可見光驅(qū)動(dòng)法
近日，猶他州立大學(xué)孫宇杰（通訊作者）團(tuán)隊(duì)制備了厚度為~1 nm CdS納米片負(fù)載的Ni催化劑，可以在常溫常壓水溶液中在可見光輻照下催化糠醇，羥甲基糠醛HMF等轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的醛，更重要的是，利用生物質(zhì)中間體作為質(zhì)子源，在可見光照射下實(shí)現(xiàn)同時(shí)產(chǎn)生H2。觀察并研究了糠醛醇和HMF在水中轉(zhuǎn)化為相應(yīng)醛速率的顯著差異，在理論計(jì)算的幫助下發(fā)現(xiàn)，HMF中醛基與Ni/CdS的結(jié)合親和力稍強(qiáng)，導(dǎo)致HMF轉(zhuǎn)化成2,5-二甲?；秽霓D(zhuǎn)化率比糠醇到糠醛的轉(zhuǎn)化率低。
文獻(xiàn)鏈接：Visible-Light-Driven Valorization of Biomass Intermediates Integrated with H2Production Catalyzed by Ultrathin Ni/CdS Nanosheets（JACS,2017,DOI:10.1021/jacs.7b08657）
5、Nano Letters：在不相容的過渡金屬二硫族化合物同系物中的超快中間層電子轉(zhuǎn)移
二維材料，如石墨烯，過渡金屬二硫?qū)僭鼗锖土纂s環(huán)戊二烯可用于構(gòu)建范德華多層結(jié)構(gòu)。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)戚澤明副研究員、堪薩斯大學(xué)Hui Zhao（共同通訊）等人發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)單層MoSe2之間的電子轉(zhuǎn)移發(fā)生在皮秒時(shí)間尺度上，且在WS2和WSe2的同質(zhì)雙鏈中觀察到更快的轉(zhuǎn)移，所用實(shí)驗(yàn)樣品是通過手工堆疊兩個(gè)剝離的單層薄片制造的。通過添加石墨烯層作為兩個(gè)單層中的一個(gè)單層的快速載流子重組通道，飛秒瞬態(tài)吸收測量對光激發(fā)的載流子從填充的單層到單層的轉(zhuǎn)移進(jìn)行時(shí)間分辨。觀察到的有效的層間載流子轉(zhuǎn)移表明這種均聚物可以用于范德華多層中以增強(qiáng)其光吸收而不顯著損害層間遷移性能。
文獻(xiàn)鏈接：Ultrafast Interlayer Electron Transfer in Incommensurate Transition Metal Dichalcogenide Homobilayers（Nano.Lett.,2017,DOI:10.1021/acs.nanolett.7b02608）
6、Nature Communications：分層自糾纏碳納米管網(wǎng)絡(luò)
基于碳納米材料的三維（3D）組件在機(jī)械和電特性方面仍然落后于其單個(gè)一維構(gòu)件塊。近日，德國基爾大學(xué)Rainer Adelung、Fabian Schütt、特倫托大學(xué)Nicola M. Pugno（共同通訊）等人展示了用于制造開孔三維自組織雙層碳納米管管狀結(jié)構(gòu)的簡單策略。盡管單個(gè)納米管之間不存在另外的交聯(lián)，但是通過在所有三個(gè)維度上形成自纏繞的碳納米管（CNT）網(wǎng)絡(luò)，使用具有高拉伸性能的CNT來實(shí)現(xiàn)壓縮和拉伸特性的高增強(qiáng)效果。另外，當(dāng)在3D可拉伸導(dǎo)體中使用時(shí)，管狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致導(dǎo)電性的自增強(qiáng)效應(yīng)，以及在低CNT濃度下的高導(dǎo)電性。
文獻(xiàn)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-01324-7（Nat. Commun.,2017,DOI:10.1038/s41467-017-01324-7）
7、Nature Communications：具有可調(diào)帶隙的CH3NH3PbBr3鈣鈦礦納米晶的生長機(jī)理
金屬鹵化物鈣鈦礦納米晶體是用于各種應(yīng)用的有前途的材料，例如發(fā)光器件和光電檢測器。近日，香港城市大學(xué)Andrey L. Rogach（通訊作者）團(tuán)隊(duì)展示了通過前體和配體濃度的變化在室溫和升高（60℃）溫度下合成的CH3NH3PbBr3納米晶體的帶隙可調(diào)性，詳細(xì)討論了兩種配體，油胺和油酸在鉛前體和納米晶表面配位方面的作用。并且，通過將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與成核/生長模型的原理相結(jié)合來闡明納米晶體的生長機(jī)理。
文獻(xiàn)鏈接：Growth mechanism of strongly emitting CH3NH3PbBr3 perovskite nanocrystals with a tunable bandgap（Nat. Commun.,2017,DOI:10.1038/s41467-017-00929-2）
8、Nature Communications：多功能納米復(fù)合中空纖維膜的溶劑轉(zhuǎn)移誘導(dǎo)相分離
近日，賓夕法尼亞大學(xué)Daeyeon Lee、Kathleen J. Stebe、羅文大學(xué)Martin F. Haase（共同通訊）等人引入了一種簡單的單步法使用雙連續(xù)的界面堵塞乳液來形成納米顆粒官能化的中空纖維膜。通過溶劑轉(zhuǎn)移誘導(dǎo)的相分離和光聚合制備的所得納米復(fù)合材料膜具有特別高的納米粒子負(fù)載量（高達(dá)50wt％的二氧化硅納米粒子），并具有均勻分布在整個(gè)膜表面上致密填充的納米粒子。這些結(jié)構(gòu)明確的不對稱膜促進(jìn)了對膜通量和選擇性的控制，能夠形成刺激響應(yīng)性水凝膠納米復(fù)合膜。
文獻(xiàn)鏈接：Multifunctional nanocomposite hollow fiber membranes by solvent transfer induced phase separation（Nat. Commun.,2017,DOI:10.1038/s41467-017-01409-3）
9、Science Advances：用于薄型光伏吸收體的生物彈性相分離無序納米結(jié)構(gòu)
黑蝴蝶，紅紋鳳蝶的翅膀被微米和納米結(jié)構(gòu)的鱗片覆蓋，可以在廣泛的光譜和角度范圍內(nèi)收獲陽光。近日，加州理工學(xué)院Radwanul H. Siddique、卡爾斯魯厄理工學(xué)院Hendrik H?lscher（共同通訊）等人分析了這些微觀和納米結(jié)構(gòu)的機(jī)理，除了顯微光譜實(shí)驗(yàn)外，還進(jìn)行了精確尺度結(jié)構(gòu)的三維光學(xué)模擬。在這些結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了無序納米光伏吸收體，它將有效的光輸入耦合和光俘獲特性結(jié)合在一起，具有較高的角穩(wěn)定性。最后，受自組裝生物光子納米結(jié)構(gòu)的相分離機(jī)制的啟發(fā)，使用基于二元聚合物相分離的可縮放自組裝圖案化技術(shù)來制造這些生物吸收劑。
文獻(xiàn)鏈接：Bioinspired phase-separated disordered nanostructures for thin photovoltaic absorbers（Sci.Adv.,2017,DOI:10.1126/sciadv.1700232）
10、Science Advances：石墨烯中性點(diǎn)附近的生物傳感
在過去的十年中，石墨烯豐富的電子性質(zhì)已經(jīng)引起了研究者的極大興趣，并應(yīng)用于電化學(xué)和生物物質(zhì)的電檢測領(lǐng)域。然而，創(chuàng)造實(shí)用的石墨烯電子傳感器很大程度上取決于我們理解和維持低水平電子噪聲的能力，這是限制傳感器分辨率的根本原因。近日，萊頓大學(xué)Wangyang Fu（通訊作者）等人研究表明，在中性點(diǎn)附近以雙極模式操作石墨烯晶體管可顯著降低石墨烯中的1/f噪聲。值得注意的是，數(shù)據(jù)顯示與傳統(tǒng)石墨烯晶體管電導(dǎo)測量相比，該研究中的石墨烯芯片的感測響應(yīng)不受損害，因此顯著改善了信噪比。
11、Nature Reviews Materials綜述：DNA納米技術(shù)
圖 DNA納米技術(shù)的發(fā)展
DNA是在生物系統(tǒng)中儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的分子。DNA納米技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑦@種分子從其生物背景中取出，并利用其信息來組裝結(jié)構(gòu)，然后將它們連接在一起。近日，紐約大學(xué)Nadrian C. Seeman、麥吉爾大學(xué)Hanadi F. Sleiman（共同通訊）等人總結(jié)了用于組裝DNA納米結(jié)構(gòu)的方法，并闡述了其在生物物理學(xué)，診斷學(xué)，納米顆粒和蛋白質(zhì)組裝，生物分子結(jié)構(gòu)測定，藥物遞送和合成生物學(xué)等領(lǐng)域的新興應(yīng)用。討論了正交相互作用在DNA納米結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，最后展望了該領(lǐng)域的未來發(fā)展方向。
文獻(xiàn)鏈接：DNA nanotechnology（Nat.Rev.Mater.,2017,DOI:10.1038/natrevmats.2017.68）
12、Chemical Society Reviews：二維無機(jī)量子點(diǎn)的最新進(jìn)展
二維（2D）無機(jī)基量子點(diǎn)的應(yīng)用
二維（2D）無機(jī)基量子點(diǎn)（QDs）的發(fā)展尚處于起步階段，但由于其高度的化學(xué)穩(wěn)定性，良好的水分散性，優(yōu)異的光學(xué)性能，良好的生物相容性和易于功能化，引起了研究者極大的關(guān)注。近日，北京大學(xué)郭少軍、青島大學(xué)許元紅（共同通訊）等人的綜述涵蓋了幾乎所有基于石墨烯，磷雜環(huán)戊二烯，硅烯，碳化物，氮化物，過渡金屬二硫族化合物，過渡金屬氧化物和MXenes等的2D-QDs。介紹了它們的類別，合成路線，性能，功能化和應(yīng)用。在應(yīng)用部分，重點(diǎn)介紹了生物成像，癌癥治療，熒光傳感和光電子方面的進(jìn)展。
文獻(xiàn)鏈接：Recent progress in two-dimensional inorganic quantum dots （Chem.Soc.Rev.,2017,DOI:10.1039/C7CS00500H）
13、Chemical Society Reviews綜述：MOFs中的磁性功能：從框架到孔隙
圖 磁性MOFs的示意圖
金屬有機(jī)框架（MOFs）也被稱為多孔配位聚合物（PCPs），在約30年前興起，作為革命性材料應(yīng)用于社會(huì)和工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，如儲(chǔ)存燃料（氫氣和甲烷），捕獲氣體 （如溫室氣體），分離，藥物輸送和催化等等。所有這些由無機(jī)亞單元（金屬中心，簇，鏈......）和有機(jī)連接體（羧酸鹽，膦酸鹽，偶氮酸鹽等）組裝而成的框架的共同特性是其永久孔隙率。近日，巴倫西亞大學(xué)Guillermo Mínguez Espallargas、Eugenio Coronado（共同通訊）等人展示了迄今為止開發(fā)的不同方法來制備具有電子功能的金屬-有機(jī)框架（MOFs），特別是在磁性方面的研究。文章介紹了不同磁性現(xiàn)象所必需框架的化學(xué)設(shè)計(jì)，以及功能性物質(zhì)在其孔隙中的封裝，實(shí)現(xiàn)了具有一個(gè)分子晶格的擴(kuò)展晶格的混合多功能MOFs。
文獻(xiàn)鏈接：Magnetic functionalities in MOFs: from the framework to the pore（Chem.Soc.Rev.,2017,DOI:10.1039/C7CS00653E）
14、Chemical Society Reviews綜述：在納米器件和范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)組裝中的最新進(jìn)展
圖 確定性放置方法圖解
由于最近開發(fā)的用于傳輸二維（2D）材料的確定性放置方法，異質(zhì)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)高精度逐層組裝。此外，這些確定性的放置方法也為制造復(fù)雜器件打開了大門，否則通過傳統(tǒng)的自下而上的納米加工方法將難以實(shí)現(xiàn)，更別說制造具有精致電子特性的完全封裝器件。近日，西班牙馬德里納米科學(xué)與技術(shù)高等研究院Riccardo Frisenda、馬德里材料科學(xué)研究所Andres Castellanos-Gomez（共同通訊）等人回顧了確定性放置方法的現(xiàn)狀，描述和比較了文獻(xiàn)中可用的不同替代方法，說明了它們制造范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)，將2D材料集成到復(fù)雜裝置中，并制造人造雙層結(jié)構(gòu)的潛力。
文獻(xiàn)鏈接：Recent progress in the assembly of nanodevices and van der Waals heterostructures by deterministic placement of 2D materials （Chem.Soc.Rev.,2017,DOI:10.1039/C7CS00556C）
15、Chemical Society Reviews綜述：金屬有機(jī)框架膜用于液體分離
圖 金屬有機(jī)框架膜用于液體分離的流程圖
金屬-有機(jī)框架（MOFs）代表了一類迷人的固體結(jié)晶材料，可以通過金屬離子或簇與有機(jī)配體的配位以簡單的方式自組裝。近日，南京理工大學(xué)李健生、魯汶大學(xué)Bart Van der Bruggen（通訊作者）等人重點(diǎn)介紹了MOF基膜在液體分離領(lǐng)域的應(yīng)用。給出了制造MOF基薄膜時(shí)合理選擇MOFs的標(biāo)準(zhǔn)。 文章特別介紹了MOF膜的合理設(shè)計(jì)策略，以及滲透汽化，水處理，有機(jī)溶劑納濾等液體分離領(lǐng)域的最新應(yīng)用進(jìn)展。此外，還討論了一些有吸引力的MOF基膜的雙功能在去除微污染物，降解和抗菌活性方面的應(yīng)用。最后，文章闡明了在這個(gè)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和未來的機(jī)會(huì)。
文獻(xiàn)鏈接：Metal–organic frameworks based membranes for liquid separation （Chem.Soc.Rev.,2017,DOI:10.1039/C7CS00575J）
16、Chemical Reviews綜述：金屬表面的O2活性對非均相催化劑結(jié)合和反應(yīng)性的影響
圖 催化反應(yīng)微觀結(jié)構(gòu)示意圖
O2在金屬表面的活化是非均相催化和材料氧化的關(guān)鍵過程。近日，哈佛大學(xué)Cynthia M. Friend（通訊作者）團(tuán)隊(duì)討論了過渡金屬表面O2活化的趨勢，并從電子結(jié)構(gòu)和幾何形狀兩個(gè)方面描述了各種O2吸附態(tài)。還討論了O2分解的機(jī)理和動(dòng)力學(xué)，包括自旋轉(zhuǎn)變的重要性，在催化的背景下對O2和O對反應(yīng)物分子的反應(yīng)性也進(jìn)行了簡要討論。表面對O2的反應(yīng)性通常與O的吸附強(qiáng)度，氧化傾向和氧化物形成熱有關(guān)。周期性可以通過與d帶的吸引和排斥相互作用來調(diào)節(jié)，使得惰性金屬傾向于具有低能量的全d帶，并且與吸附態(tài)具有大的空間重疊。
文獻(xiàn)鏈接：O2Activation by Metal Surfaces: Implications for Bonding and Reactivity on Heterogeneous Catalysts（Chem. Rev.,2017,DOI:10.1021/acs.chemrev.7b00217）
17、Accounts of Chemical Research綜述：鋰-硫電池中的液體或無機(jī)固體電解質(zhì)的電極-電解質(zhì)界面
圖 電極-電解質(zhì)界面微觀解析
電極-電解質(zhì)界面性質(zhì)在鋰-硫（Li-S）電池的循環(huán)性能中起關(guān)鍵作用。近日，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校Arumugam Manthiram（通訊作者）團(tuán)隊(duì)首先總結(jié)了在常規(guī)液體電解質(zhì)Li-S電池中的鋰金屬陽極和硫陰極上形成的固體電解質(zhì)界面（SEI）的最新技術(shù)貢獻(xiàn)以及近期提出的一些提高SEI穩(wěn)定性的策略。同時(shí)，文章介紹了固體Li+導(dǎo)電電解質(zhì)已經(jīng)嘗試用于開發(fā)Li-S電池以消除多硫化物穿梭問題。作者闡明除了固態(tài)電解質(zhì)的低離子電導(dǎo)率之外，關(guān)鍵問題在于電極和固體電解質(zhì)之間較差的界面性質(zhì)。文章還對“全固態(tài)鋰硫電池”和“混合電解質(zhì)鋰硫電池”兩種電極和固體電解質(zhì)界面的進(jìn)展進(jìn)行了綜述。
18、Nature：利用鈣鈦礦實(shí)現(xiàn)低劑量X射線成像
三星尖端技術(shù)研究所In Taek Han和韓國成均館大學(xué)Nam-Gyu Park（共同通訊）等人報(bào)道了全溶液處理（與傳統(tǒng)真空處理相反）的合成路線，以生產(chǎn)可印刷式的多晶鈣鈦礦，其具有與單晶相似的形貌和光電性質(zhì)。在100千伏的輻射源照射下實(shí)現(xiàn)11μC mGyair?1 cm?2的高靈敏度，其比目前使用的非晶硒或鉈摻雜的碘化銫檢測器所達(dá)到的靈敏度至少高一個(gè)數(shù)量級(jí)。在傳統(tǒng)的薄膜晶體管襯底中，通過嵌入830微米厚的鈣鈦礦膜和另外兩個(gè)聚合物/鈣鈦礦復(fù)合材料的中間層實(shí)現(xiàn)了X射線成像，復(fù)合材料在鈣鈦礦膜和控制暗電流及電荷載流子傳輸?shù)碾姌O之間提供保形接口。這種基于全溶液的鈣鈦礦檢測器可以實(shí)現(xiàn)低劑量X射線成像，并且還可以用于光電導(dǎo)裝置實(shí)現(xiàn)放射成像，感測和能量收集。
文獻(xiàn)鏈接：Printable organometallic perovskite enables large-area, low-dose X-ray imaging（Nature，2017，DOI:10.1038/nature24032）
19、中科院應(yīng)用物理所Nature：氧化石墨烯膜通過陽離子控制層間距實(shí)現(xiàn)離子篩分
中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所方海平、Jingye Li、上海大學(xué)吳明紅團(tuán)隊(duì)、南京工業(yè)大學(xué)金萬勤團(tuán)隊(duì)（共同通訊）等人使用K+，Na+，Ca2+，Li+或Mg2+離子顯示了利用陽離子控制層間距精確訂裝氧化石墨烯膜，表現(xiàn)出優(yōu)異的離子篩分和海水淡化性能。此外，由一種類型陽離子控制的膜間距可以有效地選擇性地排除具有較大水合體積的其它陽離子。第一性原理計(jì)算和紫外吸收光譜表明，最穩(wěn)定的陽離子吸附位置是氧化物基團(tuán)和芳環(huán)共存的地方。密度泛函理論計(jì)算表明，與Na+相比，其他陽離子應(yīng)該具有比石墨烯片更強(qiáng)的陽離子-π相互作用。
文獻(xiàn)鏈接：Ion sieving in graphene oxide membranes via cationic control of interlayer spacing（Nature，2017，DOI:doi:10.1038/nature24044）
20、張翔Nature：靜電摻雜驅(qū)動(dòng)單層MoTe2結(jié)構(gòu)相變
加州大學(xué)伯克利分校張翔教授（通訊作者）團(tuán)隊(duì)報(bào)道了單層二碲化鉬（MoTe2）由靜電摻雜驅(qū)動(dòng)六方晶相和單斜相之間的相變實(shí)驗(yàn)演示。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)相變出現(xiàn)拉曼光譜中的滯后環(huán)，并且可以通過增加或減小柵極電壓來反轉(zhuǎn)。結(jié)合二次諧波光譜與偏振拉曼光譜分析發(fā)現(xiàn)，相變后的單斜晶相保留了原始六方晶相的晶體取向。此外，更重要的是，整個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品均產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)相變。該研究成果使得理論在實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)，由靜電摻雜驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)相變?yōu)殚_發(fā)基于原子薄膜的相變器件開辟了新的可能性。
文獻(xiàn)鏈接：Structural phase transition in monolayer MoTe2driven by electrostatic doping（Nature，2017，DOI:10.1038/nature24043）
21、金屬所盧磊Nature：與疲勞歷史無關(guān)的納米孿晶金屬循環(huán)響應(yīng)
中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實(shí)驗(yàn)室盧磊研究員研究組和美國布朗大學(xué)高華健教授（共同通訊）等人通過在低于金屬拉伸強(qiáng)度的應(yīng)力幅值下的原子模擬和拉-壓變幅應(yīng)變控制疲勞實(shí)驗(yàn)，報(bào)道了含有高度取向的納米孿晶塊體純銅樣品中與疲勞歷史無關(guān)的穩(wěn)定循環(huán)響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明這種不尋常的循環(huán)行為是由相鄰的“項(xiàng)鏈”位錯(cuò)引起的，這種錯(cuò)位由孿晶中多個(gè)短的位錯(cuò)構(gòu)成，如項(xiàng)鏈的連接。這種位錯(cuò)在循環(huán)載荷作用下在高度取向的納米孿晶結(jié)構(gòu)中形成，并且有助于保持雙邊界的穩(wěn)定性和可逆損傷，條件是納米孿晶在加載軸線的約15度內(nèi)傾斜。這種循環(huán)變形機(jī)制與單晶，粗粒，超細(xì)晶粒和納米金屬晶粒中不可逆顯微結(jié)構(gòu)損傷相關(guān)的常規(guī)變形機(jī)制是截然不同的。
文獻(xiàn)鏈接：History-independent cyclic response of nanotwinned metals（Nature，2017，DOI:10.1038/nature24266 ）
22、Nature：長效持續(xù)發(fā)光的有機(jī)材料
九州大學(xué)Ryota Kabe和Chihaya Adachi（共同通訊作者）報(bào)道了一種有機(jī)長余輝發(fā)光（OLPL）材料，這種材料僅由兩種簡單有機(jī)分子組成，沒有稀有元素也很容易制備。早先的OLPL材料是基于光致電離，因此需要高的激發(fā)強(qiáng)度，還要在低溫環(huán)境。而此研究報(bào)道的OLPL可被標(biāo)準(zhǔn)白色LED光源激發(fā)，在高于100℃也能長時(shí)發(fā)光，且該OLPL系統(tǒng)透明、可溶，有望用于柔性涂料、生物標(biāo)記以及有機(jī)半導(dǎo)體等領(lǐng)域。
文獻(xiàn)鏈接：Organic long persistent luminescence（Nature，2017，Doi:10.1038/nature24010）
23、Nature: 原位XRD檢測沖擊波驅(qū)動(dòng)的孿晶和晶格動(dòng)力學(xué)特性
美國勞倫斯利物莫國家實(shí)驗(yàn)室C. E. Wehrenberg（通訊作者）等人利用原位XRD測試手段對材料的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行更深層次的分析，研究了材料的競爭變形機(jī)制，在晶格水平上揭示了由沖擊波驅(qū)動(dòng)的微結(jié)構(gòu)變形過程。壓力沖擊波會(huì)造成固體材料變形，在晶格層面這種塑性變形的機(jī)制是孿晶和滑移變形。研究發(fā)現(xiàn)，孿晶和相關(guān)的晶格旋轉(zhuǎn)僅在幾十皮秒發(fā)生。此外，在高壓下，可塑性從孿晶主導(dǎo)轉(zhuǎn)變到位錯(cuò)滑移主導(dǎo)。該技術(shù)可用于研究沖擊波驅(qū)動(dòng)的其他應(yīng)變機(jī)制。
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