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2016-03-30

1.表面合成具有Z字型边缘结构的石墨烯纳米带

(On-surfacesynthesis of graphene nanoribbons with zigzag edge topology)


石墨烯基的纳米材料具有一些扩展石墨烯材料所不具备的特殊电学性质。例如,碳纳米管和扶手椅型石墨烯纳米带中的量子束缚效应,使得这两种材料产生很大的电子禁带,而这一性质又与材料的边界结构直接相关。Ruffieux等人通过表面辅助聚合和脱氢环化的方法,自下而上的合成了Z字形边缘结构石墨烯纳米带,这种纳米带具有原子级的精度。Z型边缘石墨烯纳米带的成功合成,有助于科学家们更深入的认识和研究石墨烯材料的电子效应。(Nature  doi:10.1038/nature17151)


2.碘化铅钙钛矿太阳能电池中的光循环

Photonrecycling in lead iodide perovskite solar cells



无机-有机钙钛矿太阳能电池具有很高的能量转化效率,部分原因是由于载流子有很长的传输距离。Pazos-Outón等人发现,钙钛矿电池中的光循环效应可以解释这一现象。在大部分电池中,光生载流子(电子和空穴)的复合会损失全部的能量。而在碘化铅钙钛矿太阳能电池中,载流子的复合可以产生光子,光子再被吸收,从而再次生成载流子。(Science  DOI:10.1126/science.aaf1168)


3.低碳烷烃的催化硼化反应

(Catalyst-controlledselectivity in the C–H borylation of methane and ethane;Catalytic borylation ofmethane)


尽管甲烷可以很容易的在高温下燃烧,但它差不多是在温和条件下最难反应的烃类,因为甲烷中的C-H键非常牢固。Cook等人发现,可溶性的铑、铱、钌催化剂可以在150°C的条件下,切断这些C-H键并取代硼化合物。Smith等人报道了一种铱类催化剂,当搭配以磷化氢为配体时,可以提高反应的活性。这两个反应均是在环己烷溶剂中进行的,说明环状烃类溶剂对于甲烷的功能化可以起到重要作用。(Science  DOI:10.1126/science.aad9289;DOI: 10.1126/science.aad9730)


4.发现二氧化钼电极中非正常的锂储能位点

(Discoveryof abnormal lithium-storage sites in molybdenum dioxide electrodes)


开发具有高能量密度的电极材料对提升锂离子电池的性能十分重要。Shon等人报道了一种包含非正常锂储能位点的多孔二氧化钼材料,其首次的放电容量达到1814mAhg-1,是理论值的两倍多。与早前报道的不同,他们发现这种二氧化钼电极的高能量密度并非来自于转化反应。通过对电化学过程的深入研究发现,这种过渡金属的纳米孔洞有意想不到的高储能反应发生。作者称这一发现或许为设计新型电池系统提供了思路。(Nature Communications  DOI:10.1038/ncomms11049)


5.纳米多孔材料中晶体多样性对质量转移的影响

Therole of crystal diversity in understanding mass transfer in nanoporousmaterials)


纳米多孔材料在很多方面都有应用。对这些材料的高效设计很大程度上依赖于对材料质量转移机理的认识。传统上是通过测量吸收或释放速率来衡量质量转移的程度,但这一方法是建立在所有晶体都完全一样的假设上。利用放大成像技术,Saint Remi等人发现,即便看起来完全相同的晶体(即晶体的大小和形状相似),也会表现出非常不同的吸收速率。表面阻力对整体传输阻力的贡献,受到晶体本身和客体分子的双重影响。由于晶体的多样性,传统的方法可能无法正确分辨不用类型质量转移的机理。因此,识别晶体种类对于研究表面阻挡现象的根源非常重要。(Nature Materials  DOI:10.1038/NMAT4510)


6.玻璃状碳纳米晶格接近理论强度

(Approachingtheoretical strength in glassy carbon nanolattices


研究轻质超材料的强度与微观结构的关系时,主要限制因素在于三维印刷技术的分辨率不足和原材料的选择范围少。Bauer等人发现,聚合物微晶的高温分解可以克服这些限制。他们制备出超强的玻璃状碳纳米晶格,其单层框架不超过1微米,直径仅为200纳米。这种超小的晶格材料具有高达3GPa的强度,甚至接近玻璃状碳材料的理论极限。(NatureMaterials  DOI: 10.1038/NMAT4561)


7.纳米纤维网制备的高灵敏度声音传感器

(High-sensitivityacoustic sensors from nanofibre webs)


利用聚合物纳米纤维将机械能转化为电能近来受到广泛关注。特别是用静电纺丝法制备的压电纳米纤维,有很强的机械能-电能转化能力。不过,很少有人研究过这类材料声能-电能的转化。Lang等人报道了一种压电纳米纤维网,这种材料具有很强的声能-电能转化能力。以这种材料制备的传感器可以监测到低频声音,灵敏度高达266mVPa-1,特别适合用于噪声监测。作者称,静电纺丝压电纳米纤维或许在开发高效音频传感器上会有所作为。(Nature Communications  DOI:10.1038/ncomms11108)


8.用于光电子器件的金属氧化物

(Metal oxides for optoelectronic applications)


金属氧化物(MOs)是地球表层上最丰富的物质,同时也是制备传统陶艺的原料。MO半导体与传统的无机半导体具有显著的差异,主要表现在材料设计理念、电子结构、电荷传输机理、缺陷态、薄膜加工过程和光电性质等方面,因此表现出很多新的功能。最近,MO半导体研究取得了很大的进展,包括发现新型透明导体氧化物、实现p型半导体与传统n型MO半导体连用,发明可印刷MO电子器件等等。Yu等人就金属氧化物撰写了相关综述,主要对比了MO与非传统电子材料在化学、物理、加工等性质方面的共性与差异。(Nature Materials   DOI: 10.1038/NMAT4599)



  

————来源:新材料在线

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版权所有:2017年 同济大学王启刚教授课题组