Główny postęp badawczy w dziedzinie materiałów w lutym 2018 r

1. Nauka: Mechanizmy kompensacji biegunowości na powierzchni perowskitu KTaO3 (001) Zastosowanie mikroskopii z sondą skanującą i teorii funkcjonalności gęstości przez Martina Setvina (autor korespondencyjny) Wiedeńskiego Uniwersytetu Technologicznego, et al. zbadał mechanizm kompensacji powierzchni perowskitu niobianu potasu (KTaO3) (001) ze wzrastającym stopniem swobody. Powierzchnia odcięta w próżni jest unieruchomiona, ale może natychmiast reagować na przejścia między izolatorem a metalem i możliwe zniekształcenia sieci ferroelektrycznej. Wyżarzanie w próżni tworzy oddzielne wakaty tlenowe, a następnie górna warstwa jest całkowicie przestawiona na uporządkowane wzory pasków KO i TaO2. Najlepsze rozwiązanie zostało ostatecznie znalezione przez utworzenie hydroksylowanej warstwy wierzchniej o pożądanej geometrii i ładunku, a następnie umieszczonej w parze wodnej. Mechanizmy kompensacji polarności na powierzchni perowskitu KTaO3 (001) (Science, 2018, DOI: 10.1126 / science.aar2287) 2 . Nauka: Elektronowa mikroskopia transmisyjna z rozdzielczością atomową materiałów krystalicznych wrażliwych na wiązkę elektronów Daliang Zhang, Kun Li i profesor Han Yu (korespondujący korespondenci) Uniwersytetu Nauki i Technologii im. Króla Abdullaha opracowali szereg strategii mających na celu rozwiązanie obecnych problemów obrazowanie w wysokiej rozdzielczości materiałów wrażliwych na wiązkę elektronów. Metoda projektowania wykorzystująca kamerę obliczeniową elektroniczną z bezpośrednią obserwacją (DDEC) do analizy szeregu materiałów wrażliwych na wiązkę elektronów, w tym różnych metaloorganicznych materiałów szkieletowych, na podstawie ograniczenia całkowitej dawki elektronów. Wykorzystując tę strategię, naukowcy zaobserwowali współistnienie pierścieni benzenowych w UiO-66 i powierzchniowe ligandowanie bez ligandu i powierzchniowe ligandy. W ten sposób wyniki pokazują, że obrazowanie transmisyjnej mikroskopii elektronowej atomowej rozdzielczości materiałów wrażliwych na wiązkę elektronów można osiągnąć za pomocą powyższej strategii. Elektronowa mikroskopia transmisyjna o rozdzielczości rozdzielczej elektronów materiałów krystalicznych wrażliwych na wiązkę elektronów (Science, 2018, DOI: 10.1126 / science. aao0865) 3, Nauka: Podczerwona metapłaszczyzna hiperboliczna oparta na nanostrukturalnych materiałach van der Waalsa Rainer Hillenbrand (autor korespondencyjny) i in. na Uniwersytecie Baskijskim Hiszpania opracowała hiperboliczną fasetę o średniej podczerwieni poprzez nanostrukturalne cienkie warstwy sześciościennego azotku boru, które wspierają głębokie polarytony fononowe w skali podłużnej. W płaszczyźnie hiperboliczna dyspersja rozprzestrzenia się razem. Dzięki zastosowaniu technologii nano-obrazowania w podczerwieni można zobaczyć wklęsły (nieregularny) czoło fali rozbieżnych spolaryzowanych wiązek, co stanowi charakterystyczną sygnaturę hiperbolicznego polaronu. Wyniki te ilustrują, w jaki sposób mikroskopia bliskiego pola może być wykorzystana do ujawnienia zewnętrznych czoła fali polarytonów w materiałach anizotropowych i wykazać, że nanostrukturalne materiały van der Waalsa mogą tworzyć wysoce zmienne i zwarte platformy dla hiperbolicznych urządzeń i obwodów do konwersji podczerwieni. materiały van der Waalsa (Science, 2018, DOI: 10.1126 / science.aaq1704) 4, Science: owijanie z pluskiem: szybka enkapsulacja z ultracienkimi arkuszami Elastyczna folia może polegać na odsysaniu włosów, aby stworzyć niezależny pakiet na kropelkach, a intuicyjna obserwacja procesu jest bardzo ważna. Narayanan Menon (autor korespondencyjny) z University of Massachusetts, USA, badał włączenie kropelek oleju do ultracienkich folii polimerowych w fazie wodnej. Naukowcy uzyskali trójwymiarowy kształt warstwy powłoki poprzez polimeryzację 2D krawędzi tnącej folii i zademonstrowali uniwersalność tej technologii, zarówno za pomocą filmów typu woda w oleju, jak i olej w wodzie. enkapsulacja za pomocą ultracienkich arkuszy (Science, 2018, DOI: 10.1126 / science.aao1290) 5. Natura: Funkcjonalizacja katalitycznego punktu skupienia ekwiwalentów karbynów z substytutami chemicznymiMarcos G. Suero (autor korespondent) i inni z Instytutu Nauki i Technologii w Barcelonie zdali sobie sprawę, że wewnętrzną cechą karbyna jest ciągłe tworzenie trzech nowych wiązań kowalencyjnych. Spekuluje się, że metody katalityczne, które wytwarzają alkin węglowy lub inne formy węgla, które są względnie stabilne, można osiągnąć przez skonstruowanie metody separacji punktu skupienia dla centrum chiralnego. Grupa badawcza opracowała nową metodę katalityczną, w której wykorzystuje się foto-utleniający-redukcyjny katalizator w świetle widzialnym do wytwarzania wolnych rodników diazometylowych jako analogów dla karbyna. Te analogi karbyne mogą indukować wybór miejsca dla rozszczepienia wiązania węgiel-wodór na pierścieniu aromatycznym, co skutkuje skuteczną reakcją metylacji diazometanu, która może stabilizować kontrolę sekwencjonowania funkcjonalizacji późnego etapu składania chemikaliów farmaceutycznych. Metoda ta zapewnia skuteczną ścieżkę dla cząsteczek bioaktywnych do dostosowania miejsca centrum chiralnego, a także może przeprowadzić skuteczny proces postfunkcjonalizacji. Katalityczna funkcjonalizacja punktu montażowego odpowiedników karbyna substytucyjnymi substancjami chemicznymi (Nature, 2018, doi: 10.1038 / nature25185 ) 6. Przyroda: przetwarzanie masowego drewna naturalnego w wysokowydajny materiał strukturalny University of Maryland Hu Liangbing i Teng Li (Common Communications) i inni opracowali prostą i skuteczną strategię bezpośredniego przekształcania blokowego naturalnego drewna w wysokowydajne materiały konstrukcyjne z dziesięciokrotnym wzrostem w sile, wytrzymałości i odporności balistycznej. Większa stabilność wymiarowa. Częściowe usunięcie ligniny i hemicelulozy z naturalnego drewna przez gotowanie w wodnej mieszaninie NaOH i Na2SO3, a następnie prasowanie na gorąco, powoduje całkowite zapadnięcie się ścian komórkowych i całkowite zagęszczenie naturalnego drewna i wysoce spójnych nanowłókien celulozowych. . Strategia ta okazała się uniwersalna dla wszystkich rodzajów drewna, które ma wyższą wytrzymałość niż większość metali i stopów konstrukcyjnych, dzięki czemu jest tanią, wysokowydajną i lekką alternatywą. Przetwarzanie masowego drewna naturalnego na wysokowydajne materiał strukturalny (Nature, 2018, DOI: 10.1038 / nature25476) 7. Natura: nowe odkrycie nieuporządkowanej transformacji kryształów w celu wyeliminowania defektów Artykuł zatytułowany „Zamrażanie na kuli” autorstwa zespołu Paula M. Chaikina (autora korespondencyjnego) Uniwersytetu w Nowym Jorku pokazuje, że zamarzanie powierzchni kuli powstaje przez utworzenie pojedynczego , „Kontynent” zawierający kryształy, który na siłę dzieli defekty na części. 12 izolowanych „oceanów”. Używając tej złamanej symetrii - wyrównaj wierzchołki dwudziestościanu z „morskim” defektem i rozłóż te powierzchnie na płaszczyznę i skonstruuj nowy parametr uporządkowany, aby ujawnić potencjalną kolejność orientacji dalekiego zasięgu sieci. Wpływ geometrii na krystalizację można wziąć pod uwagę przy projektowaniu struktur w nanoskali i mikroskali, w których ruchome defekty są segregowane w samoustawione macierze. Ponadto wykazano, że separacja defektów w symetrycznych lokalizacjach i towarzysząca im mobilność w pobliżu tych lokalizacji jest przydatna przy projektowaniu określonych regionów dla struktur, które wymagają sztywności i płynności. Referencje: Zamrażanie na kuli (Nature, 2018, DOI: 10.1038 / nature25468) 8, Nature: Multi-terminal memtransistors z polikrystalicznego monowarstwowego disulfidu molibdenuNorthwestern University Mark C. Hersam (autor korespondencyjny) i inni wykorzystali polikrystaliczny jednowarstwowy disiarczek molibdenu (MoS2) do eksperymentalnego wdrożenia wielozakresowych hybrydowych rezystorów pamięci i tranzystorów. Dwuwymiarowe memrystory MoS2 wykazują bramkowaną regulację w pojedynczym stanie rezystancyjnym. Ponadto sześciostopniowy tranzystor memrystorowy MoS2 ma również funkcję synapsy bramkowanej heterogeniczności. Urządzenie pomaga w badaniu złożonego uczenia się neuromorfologicznego i dynamiki defektów w materiałach dwuwymiarowych. Wieloterminalne memtransistory z polikrystalicznego monowarstwowego dwusiarczku molibdenu (Nature, 2018, DOI: 10.1038 / nature25747) 9, Nature: Elektronika skóry ze skalowalnej produkcji z rozciągliwości samoistnej tablica tranzystorówProf. Bao Zhennan (autor korespondent) Uniwersytetu Stanforda zaprojektował metodę masowej produkcji i jednolitego przygotowania różnych wewnętrznych rozciągliwych polimerów elektronicznych. Przygotowany sprzęt elektroniczny może realizować wewnętrzne, elastyczne, polimerowe układy tranzystorowe. Gęstość do 347 tranzystorów na centymetr kwadratowy. Jednocześnie przewodność i czułość tranzystora, który rozciąga napięcie 1000 razy, nie zmniejszyły się znacząco. Możliwe jest skonstruowanie elastycznej elastycznej skóry elektronicznej z matrycami czujników i układami cyfrowymi. Zgłoszona metoda przygotowania może być również zastosowana do zastosowania innych wewnętrznych elastycznych materiałów polimerowych do przygotowania nowej generacji elastycznych rozciągliwych elektronicznych urządzeń do skóry. Elektronika ze skalowalnego wytwarzania wewnętrznie rozciągliwej tablicy tranzystorowej (Nature, 2018, DOI: 10.1038 / nature25494 )
Źródło: Meeyou Carbide