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《自然》《科学》一周(06.06-06.12)材料科学前沿要闻

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《自然》《科学》一周(06.06-06.12)材料科学前沿要闻

发布日期:2016-08-04 作者:新材料在线编译团队整理——编译者:山丘 点击:

---转自新材料在线编译团队整理——编译者

1.二氧化碳变岩石

原标题:Rapid carbon mineralization for permanent disposal of anthropogenic carbon dioxide emissions

智能纺织品

冰岛的科学家发现一种新的方法能够通过将温室气体二氧化碳转变为岩石深埋于地下。研究发现将二氧化碳气体注入火山岩迅速引发反应形成新的碳酸盐矿物(如方解石),可能会永远将气体锁定。这一技术真正实现应用之前还需克服一些困难,其中最大的障碍是价格昂贵。(Science DOI: 10.1126/science.aad8132)

2.银团簇限域于沸石中调节光电性质

原标题:Tuning the energetics and tailoring the optical properties of silver clusters confined in zeolites

将金属原子或者团簇限制于介电空腔中是调节材料光电性质的有效方法。最近,欧洲的科学家通过研究限域于四种不同沸石环境中银团簇的电离势揭示了金属团簇与周围环境的依赖关系。他们发现银的载量和周围环境对于团簇的电离势影响很大,也与团簇的光学和结构性质紧密相关。(Nature Materials  DOI: DOI: 10.1038/NMAT4652)智能纺织品

3.稳定室温钠-硫电池

原标题:A stable room-temperature sodium–sulfur battery

基于地球丰量材料的高能量充电电池对于移动和静态能量存储至关重要。其中室温钠-硫电池充放电过程中的2电子氧化还原过程使其具有很高的存储容量,广受科研人员的关注。最近,美国康奈尔大学和中国浙江大学的科研人员报导了利用微孔碳-硫复合材料作为正极的锂硫电池。这种电池在0.5C(1C=1675 mA/g )电流密度下具有600mAh/g的可逆容量和近100%的库伦效率。(Nature Communications DOI: DOI: 10.1038/ncomms11722)

4. 薄膜氧化物中界面控制氧空位和导电性

原标题:Interfacial control of oxygen vacancy doping and electrical conduction in thin film oxide heterostructures

氧化物薄膜异质结构表面和异质界面的氧空位对于材料的性质具有重要影响,例如,影响导电性、金属-绝缘体过渡温度和提高的催化性能。美国阿贡国家实验室和韩国的研究人员报导了利用电场可逆地控制氧化物异质结构(Y2O3-ZrO2基底上In2O3薄膜)中的氧空位浓度和分布。他们通过施加界面内的电场来控制薄膜中的氧空位,将薄膜的导电性提高了几个数量级。(Nature Communications  DOI: 10.1038/ncomms11892)  

5. 一步法合成高效析氢反应催化剂过渡金属二硫化物

原标题: Efficient hydrogen evolution in transition metal dichalcogenides via a simple one-step hydrazine reaction

美国科研人员报导了一种简单的一步法,在水合肼中合成MoOx/MoS2核壳纳米线和MoS2纳米片。通过水合肼处理的纳米线表现出优异的电催化析氢性能,反应过电势降低了约100mV、电流密度增大了约10倍。实验研究表明:水合肼在MoS2中具有电子贡献作用,增加了导电性,同时对MoOx核起到还原作用。(Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms11857)

6. 薄膜架构网络控制纳米复合薄膜应变和功能性

原标题:Role of scaffold network in controlling strain and functionalities of nanocomposite films

在复杂氧化物中应变是调控其功能性的重要方法。然而,重要的外延应变只能在超薄薄膜中实现。最近,美国的科学家及其合作者在直接晶格匹配架构中实现了均一、高达2%的垂直应变。这能够用来调节异质外延纳米架构薄膜的磁各项异性、磁性和磁传输特性。相场模拟不仅揭示了应变分布,而且揭示了最大应变与垂直界面面积和界面位错密度有关。这一垂直界面-应变-性能关系能够用来调节很多复杂氧化物的其它功能性。(Science Advance, DOI:10.1126/sciadv.1600245)

7. 利用胶体键合杂化自组装微胶囊颗粒

原标题:Self-assembly of microcapsules via colloidal bond hybridization and anisotropy

同时具有方向性相互作用、各项异性和易变性的颗粒很难合成。然而,新西兰的科学家最近通过胶体键合杂化合成了能够集这三种特性于一身的微胶囊颗粒。通过类似于化学键的胶体键合杂化,各项同性的球形颗粒可以自组装成平面单层,而各项异性的雪人状颗粒能够自组装成空心单层微胶囊。构筑单元的简单变化即能够带来自组装结构的复杂变化。  

8. 金属有机框架化合物与介电薄膜融合应用于电子器件

原标题:Integration of metal-organic frameworks into an electrochemical dielectric thin film for electronic applications

多孔金属有机框架化合物融合在其它材料表面能够应用在气体传感和柔性显示。然而,在电子器件方面的潜在应用刚刚处于起始阶段。福建物构所的研究人员及其合作者利用原位温度控制的电化学组装法在导电金属片上沉积了相互渗透的、结晶良好的有机金属框架化合物薄膜。这种方法能够很好地控制薄膜的表面结构、厚度和均匀性。而且,合成的薄膜相对于传统的无机或无机电介质表现出提高的介电特性。(Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms11830)


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