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Nature盤點(diǎn): 十月材料領(lǐng)域重大進(jìn)展

2017-11-15 13:27:22 作者：本網(wǎng)整理來源：材料牛分享至：

1、Nature：利用鈣鈦礦實(shí)現(xiàn)低劑量X射線成像

三星尖端技術(shù)研究所In Taek Han和韓國成均館大學(xué)Nam-Gyu Park（共同通訊）等人報(bào)道了全溶液處理（與傳統(tǒng)真空處理相反）的合成路線，以生產(chǎn)可印刷式的多晶鈣鈦礦，其具有與單晶相似的形貌和光電性質(zhì)。在100千伏的輻射源照射下實(shí)現(xiàn)11μC mGyair-1 cm-2的高靈敏度，其比目前使用的非晶硒或鉈摻雜的碘化銫檢測器所達(dá)到的靈敏度至少高一個(gè)數(shù)量級。在傳統(tǒng)的薄膜晶體管襯底中，通過嵌入830微米厚的鈣鈦礦膜和另外兩個(gè)聚合物/鈣鈦礦復(fù)合材料的中間層實(shí)現(xiàn)了X射線成像，復(fù)合材料在鈣鈦礦膜和控制暗電流及電荷載流子傳輸?shù)碾姌O之間提供保形接口。這種基于全溶液的鈣鈦礦檢測器可以實(shí)現(xiàn)低劑量X射線成像，并且還可以用于光電導(dǎo)裝置實(shí)現(xiàn)放射成像，感測和能量收集。

文獻(xiàn)鏈接：Printable organometallic perovskite enables large-area, low-dose X-ray imaging（Nature，2017，DOI:10.1038/nature24032）

2、中科院應(yīng)用物理所Nature：氧化石墨烯膜通過陽離子控制層間距實(shí)現(xiàn)離子篩分

中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所方海平、Jingye Li、上海大學(xué)吳明紅團(tuán)隊(duì)、南京工業(yè)大學(xué)金萬勤團(tuán)隊(duì)（共同通訊）等人使用K +，Na+，Ca2+，Li+或Mg2+離子顯示了利用陽離子控制層間距精確訂裝氧化石墨烯膜，表現(xiàn)出優(yōu)異的離子篩分和海水淡化性能。此外，由一種類型陽離子控制的膜間距可以有效地選擇性地排除具有較大水合體積的其它陽離子。第一性原理計(jì)算和紫外吸收光譜表明，最穩(wěn)定的陽離子吸附位置是氧化物基團(tuán)和芳環(huán)共存的地方。密度泛函理論計(jì)算表明，與Na+相比，其他陽離子應(yīng)該具有比石墨烯片更強(qiáng)的陽離子-π相互作用。

文獻(xiàn)鏈接：Ion sieving in graphene oxide membranes via cationic control of interlayer spacing（Nature，2017，DOI:doi:10.1038/nature24044）

3、張翔Nature：靜電摻雜驅(qū)動單層MoTe2結(jié)構(gòu)相變

加州大學(xué)伯克利分校張翔教授（通訊作者）團(tuán)隊(duì)報(bào)道了單層二碲化鉬（MoTe2）由靜電摻雜驅(qū)動六方晶相和單斜相之間的相變實(shí)驗(yàn)演示。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)相變出現(xiàn)拉曼光譜中的滯后環(huán)，并且可以通過增加或減小柵極電壓來反轉(zhuǎn)。結(jié)合二次諧波光譜與偏振拉曼光譜分析發(fā)現(xiàn)，相變后的單斜晶相保留了原始六方晶相的晶體取向。此外，更重要的是，整個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品均產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)相變。該研究成果使得理論在實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)，由靜電摻雜驅(qū)動的結(jié)構(gòu)相變?yōu)殚_發(fā)基于原子薄膜的相變器件開辟了新的可能性。

文獻(xiàn)鏈接：Structural phase transition in monolayer MoTe2 driven by electrostatic doping（Nature，2017，DOI:10.1038/nature24043）

4、金屬所盧磊Nature：與疲勞歷史無關(guān)的納米孿晶金屬循環(huán)響應(yīng)

中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實(shí)驗(yàn)室盧磊研究員研究組和美國布朗大學(xué)高華健教授（共同通訊）等人通過在低于金屬拉伸強(qiáng)度的應(yīng)力幅值下的原子模擬和拉-壓變幅應(yīng)變控制疲勞實(shí)驗(yàn)，報(bào)道了含有高度取向的納米孿晶塊體純銅樣品中與疲勞歷史無關(guān)的穩(wěn)定循環(huán)響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明這種不尋常的循環(huán)行為是由相鄰的“項(xiàng)鏈”位錯引起的，這種錯位由孿晶中多個(gè)短的位錯構(gòu)成，如項(xiàng)鏈的連接。這種位錯在循環(huán)載荷作用下在高度取向的納米孿晶結(jié)構(gòu)中形成，并且有助于保持雙邊界的穩(wěn)定性和可逆損傷，條件是納米孿晶在加載軸線的約15度內(nèi)傾斜。這種循環(huán)變形機(jī)制與單晶，粗粒，超細(xì)晶粒和納米金屬晶粒中不可逆顯微結(jié)構(gòu)損傷相關(guān)的常規(guī)變形機(jī)制是截然不同的。

文獻(xiàn)鏈接：History-independent cyclic response of nanotwinned metals（Nature，2017，DOI:10.1038/nature24266 ）

5、Nature：長效持續(xù)發(fā)光的有機(jī)材料

九州大學(xué)Ryota Kabe和Chihaya Adachi（共同通訊作者）報(bào)道了一種有機(jī)長余輝發(fā)光（OLPL）材料，這種材料僅由兩種簡單有機(jī)分子組成，沒有稀有元素也很容易制備。早先的OLPL材料是基于光致電離，因此需要高的激發(fā)強(qiáng)度，還要在低溫環(huán)境。而此研究報(bào)道的OLPL可被標(biāo)準(zhǔn)白色LED光源激發(fā)，在高于100℃也能長時(shí)發(fā)光，且該OLPL系統(tǒng)透明、可溶，有望用于柔性涂料、生物標(biāo)記以及有機(jī)半導(dǎo)體等領(lǐng)域。

文獻(xiàn)鏈接：Organic long persistent luminescence（Nature，2017，Doi:10.1038/nature24010）

6、Nature: 原位XRD檢測沖擊波驅(qū)動的孿晶和晶格動力學(xué)特性

美國勞倫斯利物莫國家實(shí)驗(yàn)室C. E. Wehrenberg（通訊作者）等人利用原位XRD測試手段對材料的動力學(xué)特性進(jìn)行更深層次的分析，研究了材料的競爭變形機(jī)制，在晶格水平上揭示了由沖擊波驅(qū)動的微結(jié)構(gòu)變形過程。壓力沖擊波會造成固體材料變形，在晶格層面這種塑性變形的機(jī)制是孿晶和滑移變形。研究發(fā)現(xiàn)，孿晶和相關(guān)的晶格旋轉(zhuǎn)僅在幾十皮秒發(fā)生。此外，在高壓下，可塑性從孿晶主導(dǎo)轉(zhuǎn)變到位錯滑移主導(dǎo)。該技術(shù)可用于研究沖擊波驅(qū)動的其他應(yīng)變機(jī)制。

文獻(xiàn)鏈接：In situ X-ray diffraction measurement of shock-wave-driven twinning and lattice dynamics（Nature，2017，Doi :10.1038/nature24061）

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