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《自然》《科學》一周(06.06-06.12)材料科學前沿要聞

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《自然》《科學》一周(06.06-06.12)材料科學前沿要聞

發布日期:2016-08-04 作者:新材料在線編譯團隊整理——編譯者:山丘 點擊:

---轉自新材料在線編譯團隊整理——編譯者

1.二氧化碳變巖石

原標題:Rapid carbon mineralization for permanent disposal of anthropogenic carbon dioxide emissions

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冰島的科學家發現一種新的方法能夠通過將溫室氣體二氧化碳轉變為巖石深埋于地下。研究發現將二氧化碳氣體注入火山巖迅速引發反應形成新的碳酸鹽礦物(如方解石),可能會永遠將氣體鎖定。這一技術真正實現應用之前還需克服一些困難,其中最大的障礙是價格昂貴。(Science DOI: 10.1126/science.aad8132)

2.銀團簇限域于沸石中調節光電性質

原標題:Tuning the energetics and tailoring the optical properties of silver clusters confined in zeolites

將金屬原子或者團簇限制于介電空腔中是調節材料光電性質的有效方法。最近,歐洲的科學家通過研究限域于四種不同沸石環境中銀團簇的電離勢揭示了金屬團簇與周圍環境的依賴關系。他們發現銀的載量和周圍環境對于團簇的電離勢影響很大,也與團簇的光學和結構性質緊密相關。(Nature Materials  DOI: DOI: 10.1038/NMAT4652)智能紡織品

3.穩定室溫鈉-硫電池

原標題:A stable room-temperature sodium–sulfur battery

基于地球豐量材料的高能量充電電池對于移動和靜態能量存儲至關重要。其中室溫鈉-硫電池充放電過程中的2電子氧化還原過程使其具有很高的存儲容量,廣受科研人員的關注。最近,美國康奈爾大學和中國浙江大學的科研人員報導了利用微孔碳-硫復合材料作為正極的鋰硫電池。這種電池在0.5C(1C=1675 mA/g )電流密度下具有600mAh/g的可逆容量和近100%的庫倫效率。(Nature Communications DOI: DOI: 10.1038/ncomms11722)

4. 薄膜氧化物中界面控制氧空位和導電性

原標題:Interfacial control of oxygen vacancy doping and electrical conduction in thin film oxide heterostructures

氧化物薄膜異質結構表面和異質界面的氧空位對于材料的性質具有重要影響,例如,影響導電性、金屬-絕緣體過渡溫度和提高的催化性能。美國阿貢國家實驗室和韓國的研究人員報導了利用電場可逆地控制氧化物異質結構(Y2O3-ZrO2基底上In2O3薄膜)中的氧空位濃度和分布。他們通過施加界面內的電場來控制薄膜中的氧空位,將薄膜的導電性提高了幾個數量級。(Nature Communications  DOI: 10.1038/ncomms11892)  

5. 一步法合成高效析氫反應催化劑過渡金屬二硫化物

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

美國科研人員報導了一種簡單的一步法,在水合肼中合成MoOx/MoS2核殼納米線和MoS2納米片。通過水合肼處理的納米線表現出優異的電催化析氫性能,反應過電勢降低了約100mV、電流密度增大了約10倍。實驗研究表明:水合肼在MoS2中具有電子貢獻作用,增加了導電性,同時對MoOx核起到還原作用。(Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms11857)

6. 薄膜架構網絡控制納米復合薄膜應變和功能性

原標題:Role of scaffold network in controlling strain and functionalities of nanocomposite films

在復雜氧化物中應變是調控其功能性的重要方法。然而,重要的外延應變只能在超薄薄膜中實現。最近,美國的科學家及其合作者在直接晶格匹配架構中實現了均一、高達2%的垂直應變。這能夠用來調節異質外延納米架構薄膜的磁各項異性、磁性和磁傳輸特性。相場模擬不僅揭示了應變分布,而且揭示了最大應變與垂直界面面積和界面位錯密度有關。這一垂直界面-應變-性能關系能夠用來調節很多復雜氧化物的其它功能性。(Science Advance, DOI:10.1126/sciadv.1600245)

7. 利用膠體鍵合雜化自組裝微膠囊顆粒

原標題:Self-assembly of microcapsules via colloidal bond hybridization and anisotropy

同時具有方向性相互作用、各項異性和易變性的顆粒很難合成。然而,新西蘭的科學家最近通過膠體鍵合雜化合成了能夠集這三種特性于一身的微膠囊顆粒。通過類似于化學鍵的膠體鍵合雜化,各項同性的球形顆粒可以自組裝成平面單層,而各項異性的雪人狀顆粒能夠自組裝成空心單層微膠囊。構筑單元的簡單變化即能夠帶來自組裝結構的復雜變化。  

8. 金屬有機框架化合物與介電薄膜融合應用于電子器件

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

多孔金屬有機框架化合物融合在其它材料表面能夠應用在氣體傳感和柔性顯示。然而,在電子器件方面的潛在應用剛剛處于起始階段。福建物構所的研究人員及其合作者利用原位溫度控制的電化學組裝法在導電金屬片上沉積了相互滲透的、結晶良好的有機金屬框架化合物薄膜。這種方法能夠很好地控制薄膜的表面結構、厚度和均勻性。而且,合成的薄膜相對于傳統的無機或無機電介質表現出提高的介電特性。(Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms11830)


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