中文
英文
在線客服
1. 類空氣環(huán)境下長循環(huán)壽命的鋰-氧電池
（A lithium–oxygen battery with a long cycle life in an air-like atmosphere）
材料名稱：鋰-氧電池
研究團(tuán)隊：美國伊利諾伊大學(xué)Amin Salehi-Khojin研究組
鋰空氣電池的理論比能量較高，因而被認(rèn)為是在交通運(yùn)輸設(shè)備中鋰離子電池的潛在替代品。但由于涉及到陰極、陽極和電解質(zhì)的副反應(yīng)，導(dǎo)致迄今為止這樣的系統(tǒng)基本上還局限于純氧環(huán)境（鋰-氧電池）并且循環(huán)壽命很有限。在存在氮?dú)狻⒍趸己退魵獾那闆r下，這些副反應(yīng)更是會變得更加復(fù)雜。而且，由于需要儲存氧氣，這使得鋰-氧體系的體能量密度對于實(shí)際應(yīng)用而言可能太小了。Asadi 等人報導(dǎo)了一種由基于碳酸鋰保護(hù)的陽極、二硫化鉬陰極以及離子液體/二甲亞砜電解質(zhì)組成的系統(tǒng)，其作為鋰空氣電池，在模擬空氣環(huán)境中工作的循環(huán)壽命可以長達(dá) 700 次循環(huán)。他們也進(jìn)行了理論計算，用以深入了解這種環(huán)境下系統(tǒng)的運(yùn)作情況。對這種在類空氣環(huán)境中能夠具有較長循環(huán)壽命的鋰-氧電池的證明，是在離子技術(shù)之外實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域發(fā)展的重要步驟，由此可能會得到比傳統(tǒng)鋰離子電池高得多的比能量密度。（Nature DOI: 10.1038/nature25984）
2. 具有高導(dǎo)電性的非共軛自由基聚合物玻璃
（A nonconjugated radical polymer glass with high electrical conductivity）
材料名稱：非共軛自由基聚合物
研究團(tuán)隊：美國普渡大學(xué)Boudouris研究組
固態(tài)導(dǎo)電聚合物通常具有高度共軛的大分子骨架并且需要有意摻雜來實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)電率。與之相反的，單組分、電中性大分子在合成上可以更簡單，并且具有增強(qiáng)的可加工性和環(huán)境穩(wěn)定性。Joo 等人展示了聚(4-glycidyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl)，它是一種非共軛自由基聚合物，具有低于室溫的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，在經(jīng)歷快速固態(tài)電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)后，電導(dǎo)率高達(dá) 28 S/m，導(dǎo)電通道長度達(dá)到 0.6 微米。80℃的退火溫度能夠在電子通信中形成一個開殼層位點(diǎn)的滲透網(wǎng)絡(luò)，從而使得能夠通過自由基聚合物膜進(jìn)行電荷傳輸?？桃鈸诫s不會增強(qiáng)其導(dǎo)電性，并且該材料的薄膜顯示出了高透光性。（Science DOI: 10.1126/science.aao7287）
3.連續(xù)波室溫鉆石激射器
(Continuous-wave room-temperature diamond maser)
材料名稱：鉆石激射器
研究團(tuán)隊：英國帝國理工學(xué)院Breeze研究組
微波激射器作為光學(xué)激光器的微波前身，由于其依靠低溫制冷和高真空系統(tǒng)，因而被限制在了相對模糊的范圍內(nèi)。盡管如此，因其作為低噪聲放大器和振蕩器的無與倫比的性能，使它已經(jīng)在深空通信和射電天文中得到了應(yīng)用。最近在室溫固態(tài)微波激射器中利用對三聯(lián)苯主體中光激發(fā)的并五苯分子三重態(tài)內(nèi)的極化電子布居，為新一類微波激射器鋪平了道路。然而，對三聯(lián)苯的熱性能和機(jī)械性能較差，而并五苯三重態(tài)的衰變率則意味著在該體系中僅觀測到了脈沖微波激射器的運(yùn)作。因此，需要有替代的材料來實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)射：已經(jīng)被提出來有，包含了自旋缺陷的無機(jī)材料，例如金剛石和碳化硅。Breeze 等人報導(dǎo)了一種連續(xù)波室溫微波激射振蕩器，它利用的是光泵浦的鉆石中的氮空位缺陷中心。這一演示，突出了室溫固態(tài)微波激射器應(yīng)用于新一代微波器件的潛力，這種器件可以用于醫(yī)學(xué)、安全、傳感和量子技術(shù)。（Nature DOI: 10.1038/nature25970）
4. 以磷酸作為傳統(tǒng)上由白磷合成的化學(xué)品的前體
(Phosphoric acid as a precursor to chemicals traditionally synthesized from white phosphorus)
材料名稱：含磷化學(xué)品
研究團(tuán)隊：美國麻省理工學(xué)院Cummins研究組
長久以來，為了磷酸鹽礦改質(zhì)而進(jìn)行傳統(tǒng)熱處理所產(chǎn)生的白磷，一直是合成含磷化學(xué)品（包括除草劑、阻燃劑、催化劑配體、電池電解質(zhì)、藥物和洗滌劑）的關(guān)鍵性工業(yè)中間體。相比之下，磷酸肥料更大范圍上是由磷酸制成的，而磷酸是通過用硫酸處理磷酸鹽巖而獲得的。Geeson 等人報告了使用氯化鈉使磷酸脫水產(chǎn)生三偏磷酸鹽，并且還報告了利用主要用于生產(chǎn)高純度硅的三氯硅烷將三偏磷酸鹽還原成此前未知的雙（三氯甲硅烷基）磷化物陰離子。該陰離子為有機(jī)磷化合物如一級和二級烷基膦以及有機(jī)亞膦酸鹽的增值提供了一個切入點(diǎn)，同時也可用于制備磷化氫氣體和六氟磷酸鹽陰離子，而以上這些化合物以前僅能在白磷的下游才能得到。（Science DOI: 10.1126/science.aar6620）
5. 三層鐵磁膜中的自旋電流和自旋軌道扭矩
(Spin currents and spin–orbit torques in ferromagnetic trilayers)
材料名稱：鐵磁材料
研究團(tuán)隊：韓國科學(xué)技術(shù)院（KAIST）Park和Lee研究組
通過自旋軌道耦合產(chǎn)生的磁力矩為高能效自旋電子器件提供了可能。對于應(yīng)用而言，重要的是這些扭矩在沒有外部磁場的情況下對垂直磁化薄膜進(jìn)行轉(zhuǎn)換。有一種提出的方法能夠?qū)崿F(xiàn)這種切換，其使用磁性三層結(jié)構(gòu)，其中頂層磁層上的扭矩可以通過改變底層的磁化來操縱。在底部磁性層或其界面中產(chǎn)生的自旋電流會越過間隔層并在頂部磁化上施加扭矩。Baek 等人展示了這種結(jié)構(gòu)中的無電場轉(zhuǎn)換，并表明了其對底層磁化的依賴性與預(yù)期的體效應(yīng)不一致。而且還描述了在底層和間隔層之間的界面處產(chǎn)生自旋電流的機(jī)制，其會產(chǎn)生與所測量的磁化強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)的扭矩。這種其他層產(chǎn)生的自旋軌道扭矩與自旋電子器件的能效控制相關(guān)。（Nature Materials DOI: 10.1038/s41563-018-0041-5）
6. 鉑單體間協(xié)同作用促進(jìn) CO2 加氫
(Synergetic interaction between neighbouring platinum monomers in CO2 hydrogenation)
材料名稱：MoS2 上鉑單體
研究團(tuán)隊：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)曾杰和張文華研究團(tuán)隊
探索兩個臨近單體之間的相互作用，對顯著提高性能和加深對多相催化機(jī)理的理解具有巨大的潛力。Li 等人證明了 MoS2 上臨近 Pt 單體之間的協(xié)同相互作用極大地提高了 CO2 加氫催化活性并且相對于分離單體降低了活化能。通過將 Pt 質(zhì)量負(fù)載增加至 7.5％ 同時保持 Pt 的原子分散，從而實(shí)現(xiàn)了臨近 Pt 單體。機(jī)理研究表明，相鄰的 Pt 單體不僅協(xié)同工作以改變反應(yīng)屏障，而且與分離的單體相比還經(jīng)歷明顯的反應(yīng)途徑。分離的 Pt 單體傾向于將 CO2 轉(zhuǎn)化為甲醇而不形成甲酸，而對于臨近 Pt 單體 CO2 則逐步氫化成甲酸和甲醇。相鄰單體之間協(xié)同相互作用的發(fā)現(xiàn)，有可能為操縱催化性質(zhì)創(chuàng)造新的途徑。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/s41565-018-0089-z）
7. 通過范德華晶體中的層間間隙來運(yùn)輸氫同位素
(Transport of hydrogen isotopes through interlayer spacing in van der Waals crystals)
材料名稱：范德華晶體
研究團(tuán)隊：英國曼徹斯特大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊
原子如果被限制在與其德布羅意波長相當(dāng)?shù)目臻g中時，會開始表現(xiàn)為波而不是經(jīng)典粒子。在室溫下，即使是最輕的原子氫，這個長度也只有約 1 埃。這將原子類的量子限制現(xiàn)象，限制在了非常低的溫度范圍內(nèi)。Hu 等人表明，層狀晶體的原子平面之間的范德華間隙提供了埃尺寸的通道，這使得質(zhì)子的量子限制即使在室溫下也很明顯。輸運(yùn)測量顯示熱質(zhì)子在六方氮化硼和二硫化鉬中進(jìn)入范德瓦爾斯間隙時會相比于氘核受到明顯更高的阻礙。這歸因于同位素間德布羅意波長的差異。一旦進(jìn)入晶體，盡管相比于質(zhì)子在水中的情況具有出乎意料的高速率，但兩種同位素的傳輸都可以用經(jīng)典擴(kuò)散來描述了。這種展示出來的埃尺寸通道可用于進(jìn)一步研究原子量子限制，并且如果該技術(shù)可以放大，則可用于篩分氫同位素。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/s41565-018-0088-0）
8. 在鐵電陶瓷中實(shí)現(xiàn)超高壓電
(Ultrahigh piezoelectricity in ferroelectric ceramics by design)
材料名稱：稀土摻雜的 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3
研究團(tuán)隊：美國賓夕法尼亞州立大學(xué)Fei Li等
壓電材料，其對會對外加電場做出機(jī)械響應(yīng)且反之亦然，這對機(jī)電變換器來說是必不可少的。此前的理論分析已經(jīng)表明，鈣鈦礦氧化物中的高壓電性與連接兩個或更多鐵電相的平面熱力學(xué)能量景觀相關(guān)聯(lián)。根據(jù)現(xiàn)象學(xué)理論和相場模擬，Li 等人對通常使用的準(zhǔn)同型相界提出了一種替代的設(shè)計策略，通過引入局部結(jié)構(gòu)異質(zhì)性來操縱界面能量（即額外的相互作用能量，例如與界面相關(guān)的靜電和彈性能量），使得能量圖譜進(jìn)一步扁平化。為了驗證這一點(diǎn)，Li 等人合成了稀土摻雜的 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)，因為稀土摻雜劑傾向于改變 Pb 基鈣鈦礦鐵電體的局部結(jié)構(gòu)。并在居里溫度為 89℃ 的 Sm-摻雜 PMN-PT 陶瓷中，實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 1500 pC N-1 的超高壓電系數(shù) d33 和超過 13000 的介電常數(shù) ε33/ε0。這一研究為通過設(shè)計局部結(jié)構(gòu)異質(zhì)性來實(shí)現(xiàn)設(shè)計材料性能提供了一種新的范例，預(yù)計它將使很多功能材料受益。（Nature Materials DOI: 10.1038/s41563-018-0034-4）
9. 鹵化物鈣鈦礦中離子傳導(dǎo)的大幅可調(diào)光電效應(yīng)及其對光解作用的影響
(Large tunable photoeffect on ion conduction in halide perovskites and implications for photodecomposition)
電子輸運(yùn)對信息技術(shù)至關(guān)重要，同樣地，離子輸運(yùn)則是能源研究背景下的關(guān)鍵現(xiàn)象。為了能夠?qū)崿F(xiàn)通過光來調(diào)整離子傳導(dǎo)，而這將會為新的應(yīng)用領(lǐng)域提供廣闊的發(fā)展空間，但是，為這種效應(yīng)提供明確的證據(jù)卻非常困難。Kim 等人通過使用各種技術(shù)，例如遷移數(shù)量測量、滲透研究、化學(xué)計量變化、霍爾效應(yīng)實(shí)驗和阻斷電極等，展示了光激發(fā)能夠增強(qiáng)甲基碘化鉛（典型金屬鹵化物光伏材料）多個數(shù)量級的離子電導(dǎo)率。他們還提供了這種意料之外現(xiàn)象的基本原理，而且表明是它直接引出了鈣鈦礦此前未考慮過的光解作用途徑。（Nature Materials DOI: 10.1038/s41563-018-0038-0）
文章內(nèi)容來自網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員
容大擁有一批在業(yè)內(nèi)取得顯著成就的專業(yè)技術(shù)人員，對行業(yè)內(nèi)的檢測需求理解較深，并且有豐富的檢測經(jīng)驗，本著精益求精的原則，針對不同樣品成立不同領(lǐng)域的技術(shù)小組進(jìn)行分析、實(shí)驗，由相關(guān)專業(yè)經(jīng)驗最豐富的高級工程師擔(dān)任負(fù)責(zé)人。保證每個報告的準(zhǔn)確性、嚴(yán)謹(jǐn)性。適用于鋼鐵企業(yè)、石化行業(yè)、科研院所、大專院校等部門的相關(guān)研究和測試。
腐蝕試驗項目推薦