納米人每月盤點能源材料化學及其相關交叉研究領域發表在Science和Nature兩大雜志上的最新進展。8月，我們精選了相關領域的研究論文21篇，其中鈣鈦礦相關研究論文5篇，碳材料（魔角石墨烯、碳納米管，環碳等）相關研究論文5篇，柔性電子器件2篇，現整理如下，希望對相關領域研究人員有所啟發。1. 可編程的CRISPR響應智能材料丨Science
生物信號激活的刺激響應材料在生物技術應用中發揮著越來越重要的作用。有鑒于此，美國麻省理工學院James J. Collins等人利用CRISPR相關核酸酶的可編程性來驅動含有DNA的水凝膠，將其作為結構元件。RNA可以特異性識別外源DNA，激活Cas12a 在凝膠中切割DNA，從而將生物信息轉化為材料性質的變化。作者報道了四類應用: (i)多臂聚乙二醇水凝膠釋放負載DNA的化合物；(ii)可降解的聚丙烯酰胺-DNA水凝膠封裝納米顆粒和活細胞；(3)導電炭黑-DNA水凝膠作為可降解電氣保險絲；(iv) 聚丙烯酰胺-DNA水凝膠作為流體閥，用于遠程信號的電子讀出裝置。這些材料可以應用在組織工程、生物電子學和體外診斷等領域。
Max A. English, LuisR. Soenksen, Raphael V. Gayet, Helena de Puig, Nicolaas M. Angenent-Mari,Angelo S. Mao, Peter Q. Nguyen, James J. Collins. ProgrammableCRISPR-responsive smart materials. Science. 2019DOI：10.1126/science.aaw5122https://science.sciencemag.org/content/365/6455/7802. 動態電荷密度波動遍及Cu基高Tc超導體的相圖丨Science
已經在所有高臨界溫度（Tc）超導銅酸鹽系列中觀察到電荷密度調制。雖然其始終存在于相圖的欠摻雜區域和相對較低的溫度下，但仍然不清楚其在多大程度上影響這些系統的不尋常特性。意大利米蘭理工大學R. Arpaia和 G. Ghiringhelli等人使用共振X射線散射，仔細確定了在摻雜水平下YBa2Cu3O7-δ和Nd1+xBa2-xCu3O7-δ中電荷密度調制的溫度依賴性。除了先前已知的準臨界電荷密度波之外，研究人員還分離了短程動態電荷密度波動。它們持續遠高于贗溫度T*，其特征在于幾毫電子伏特的能量，并且遍布在大面積的相圖中。
Dynamical chargedensity fluctuations pervading the phase diagram of a Cu-based high-Tcsuperconductor, Sciencehttps://science.sciencemag.org/content/365/6456/9063. 多功能，便攜式柔性器件可以降低步行和跑步代謝率丨Science
步行和跑步有著截然不同的生物力學特性，這使得開發可以同時輔助不同步態的設備具有挑戰性。哈佛大學Jinsoo Kim以及韓國中央大學Giuk Lee等人研究表明，與不穿外服的運動相比，一套可攜帶的外服可以使跑步機上以每秒1.5米的速度行走的代謝率降低9.3%，以每秒2.5米的速度跑步的代謝率降低4.0%。這些與步行和跑步時分別減重7.4公斤和5.7公斤的效果相當，并且在一定范圍內顯示出運動效果的變化。根據穿戴者重心的勢能波動，外服可以在兩種步態之間自動切換。參與者實驗表明，降低不同速度的跑步和上坡步行的代謝率是可行的，進一步證明了這一柔性器件的通用性。
Jinsoo Kim*, GiukLee*, Roman Heimgartner, Dheepak Arumukhom Revi, Nikos Karavas,Danielle Nathanson, Ignacio Galiana, Asa Eckert-Erdheim, Patrick Murphy, DavidPerry, Nicolas Menard, Dabin Kim Choe, Philippe Malcolm3, Conor J.Walsh. Reducing the metabolic rate of walking and running with aversatile, portable exosuit. Science. 2019DOI:10.1126/science.aav7536https://science.sciencemag.org/content/365/6454/668
上海交通大學韓禮元和楊旭東團隊報道了一種解決方案處理策略，以穩定基于鈣鈦礦的異質結構。在具有富Pb表面的FAxMA1-xPb1+ yI3膜和氯化氧化石墨烯層之間形成強Pb-Cl和Pb-O鍵。構建的異質結構可以選擇性地提取光生電荷載體并阻止軟鈣鈦礦中分解組分的損失，從而減少對有機電荷傳輸半導體的損害。在AM1.5G太陽光下。在60℃下1000小時的最大功率點下測試后，活性面積為1.02 cm2的鈣鈦礦太陽能電池保持其初始效率的90％為（初始值為21％）。
Stabilizingheterostructures of soft perovskite semiconductorshttps://science.sciencemag.org/content/365/6454/687
在魔角扭曲的雙層石墨烯（TBG）中，當相對旋轉角度接近1°，所得到的扁平超晶格會極大地增強電子-電子相互作用。在單粒子圖像中，由于自旋和谷對稱性，平帶呈四倍簡并。然而，近期研究結果已經證明，魔角石墨烯在價帶填充率為1/2或導帶填充率為1/4時表現出高電阻狀態，但是，當導帶或價帶填充率為1/2左右時，魔角石墨烯可以變成超導，理論計算提出這是由于相互作用能夠提升自旋和谷退化的磁性有序性。2019年8月9日，美國斯坦福大學David Goldhaber-Gordon團隊通過明確的實驗證據證明，在魔角石墨烯中，導帶填充率為3/4附近時表現出特殊鐵磁性。研究人員觀測到巨大的鐵磁弛豫，并伴有巨大的反常霍爾效應（10.4kΩ），同時發現了手性邊界態的存在。值得注意的是，通過施加一個小的直流電，就能使魔角石墨烯的磁化方向發生反轉。
Aaron L.Sharpe, Eli J. Fox, Arthur W. Barnard, Joe Finney, Kenji Watanabe, TakashiTaniguchi, M. A. Kastner, David Goldhaber-Gordon, Emergent ferromagnetism nearthree-quarters filling in twisted bilayer graphene, Science, 2019.
DOI: 10.1126/science.aaw3780https://science.sciencemag.org/content/365/6453/605?rss=16. 超高能量密度無鉛介電薄膜的多晶納米設計丨Science
超高功率密度介質電容器是電力電子系統中的基本儲能元件。然而，其發展過程中面臨的一個長期挑戰就是提高它們的能量密度。在本文中，清華大學的林元華教授與南策文院士團隊用多晶納米域設計策略設計了具有超高能量密度的無鉛介電薄膜。他們在相場模擬的指導下，構思并合成了無鉛的BiFeO3-BaTiO3-SrTiO3固溶膜，以實現嵌入立方矩陣中的菱形和四方納米域的共存。該薄膜在保持高極化的同時獲得了最小的磁滯回線，并獲得了112J/cm3的高能量密度，高能量效率約為80%。這種方法對于設計高性能介電材料和其他受益于納米結構操作的功能材料提供了借鑒意義。
Hao Pan, Yuanhua Lin,Cewen Nan et al, Ultrahigh–energydensity lead-free dielectric films via polymorphic nanodomain design, Science,2019
DOI:10.1126/science.aaw8109https://science.sciencemag.org/content/365/6453/578?rss=17. 18.4%效率,CsPbI3基鈣鈦礦太陽能電池丨Science
盡管β-CsPbI3具有有利于在串聯太陽能電池中應用的帶隙，但實驗上沉積和穩定β-CsPbI3仍然是一個挑戰。趙一新、MichaelGr?tzel, M. Ibrahim Dar和戚亞冰團隊獲得了高結晶度的β-CsPbI3薄膜，具有更廣泛的光譜響應和增強的相穩定性。基于同步加速器的X射線散射揭示了高度取向的β-CsPbI3晶粒的存在，并且敏感的元素分析-包括電感耦合等離子體質譜法和飛行時間二次離子質譜法 - 證實了它們的全無機組成。通過用碘化膽堿表面處理進一步減輕了鈣鈦礦層中裂縫和空洞的影響，這增加了電荷載流子壽命并改善了β-CsPbI3吸收層和載流子選擇性接觸之間的能級對準。由處理過的材料制成的鈣鈦礦太陽能電池具有高度可重復性和穩定的效率，在45±5℃的環境條件下達到18.4％。
Thermodynamicallystabilized β-CsPbI3–based perovskite solar cells withefficiencies >18%
https://science.sciencemag.org/content/365/6453/591
8. 基于電容摩擦生電技術的經皮超聲能量采集丨Science
當前植入式醫療系統所面臨的一個主要挑戰就是尋找可靠的電力來源。在本文中，韓國成均館大學的Ronan Hinchet 等演示了一種薄的植入式振動摩擦電發生器，這種電發生器能夠有效地收集能量從而利用超聲波通過皮膚和研究人員利用這種方法成功地在水中以每秒166微庫侖的速度給鋰離子電池充電。而在豬得生物組織中，超聲能量傳遞產生的電壓和電流分別達到2.4V和156uA。這些發現表明，電容式摩擦電駐極體是第一種能夠與壓電競爭的技術，它能夠在體內采集超聲波并為醫療植入物提供動力。
Ronan Hinchet et al,Transcutaneous ultrasound energy harvesting using capacitive triboelectrictechnology, Science, 2019
DOI:10.1126/science.aan3997https://science.sciencemag.org/content/365/6452/491?rss=19. n型Mg3Bi2基材料的高熱電冷卻性能丨Science
熱電材料具有大的珀爾帖效應(Peltier effect)，使其對固態冷卻應用具有吸引力。幾十年來，碲化鉍（Bi2Te3）基合金一直是最先進的室溫材料。然而，由于需要大量昂貴的碲，成本部分地限制了熱電冷卻裝置的更廣泛使用。任志鋒和陳剛團隊報道了基于n型鎂鉍（Mg3Bi2）的材料，其品質因數（ZT）在350 K時為~0.9，與商業碲化鉍（Bi2Te3-xSex）相當，但便宜得多。由該材料和p型碲化鉍（Bi0.5Sb1.5Te3）制成的冷卻裝置在350 K的熱側溫度下產生了大約91 K的溫差。n型Mg3Bi2基材料有望用于熱電冷卻應用。
High thermoelectriccooling performance of n-type Mg3Bi2-based materials, Science, 2019
DOI:10.1126/science.aax7792.https://science.sciencemag.org/content/365/6452/49510. 穩定！！！鉛氧化物穩定鈣鈦礦電池丨Science
黃勁松團隊通過將鈣鈦礦與硫酸鹽或磷酸鹽離子反應，將鹵化鉛鈣鈦礦表面轉化為水不溶性鉛（II）氧鹽，可以有效地穩定鈣鈦礦表面和體相材料。這些封端鉛氧化物薄層通過形成強化學鍵來增強鈣鈦礦薄膜的耐水性。寬帶隙鉛氧化物層還通過鈍化未對稱的表面引線中心（其是缺陷成核位點）來降低鈣鈦礦表面上的缺陷密度。鉛氧化物層的形成增加了載流子復合壽命并將太陽能電池的效率提高到21.1％。在AM 1.5G照射下，鉛氧化物層穩定的封裝器件在65℃穩定輸出1200小時，保持其初始效率的96.8％。
Stabilizing halideperovskite surfaces for solar cell operation with wide-bandgap lead oxysalts,Science，2019
DOI:10.1126/science.aax3294.https://science.sciencemag.org/content/365/6452/473
11. 相變存儲材料獲得新進展！
當今世界，人工智能和大數據對數據的搜集、存儲以及計算的需要越來越迫切，開發更有效的新型計算設備刻不容緩。基于相變隨機存取存儲器（PCRAM）的神經啟發設備就是這樣一種極具前景的新方向，可以將記憶單元中的存儲與計算功能相統一，打破馮·諾伊曼屏障。問題在于，目前的PCRAM器件具有相當大的噪聲和電阻漂移，從而極大地削弱器件的精度和一致性。有鑒于此，深圳大學饒峰、西安交通大學張偉以及約翰霍普金斯大學Evan Ma等人設計了一個相變異質結構（PCH），可以實現超低的噪音和電阻漂移。這種相變異質結由交替堆疊的相變和限制納米層組成，可以實現迭代的RESET和累積的SET操作，以應用于高性能神經啟發計算。這種PCH架構作為固有材料，無需復雜的制造工藝，也不會大幅增加制造成本，適合工業生產。KeyuanDing et al. Phase-change heterostructure enables ultralow noise and drift formemory operation. Science 2019.https://science.sciencemag.org/content/early/2019/08/21/science.aay0291
12. 十八個碳原子連成環丨Science
近日，來自IBM和牛津大學的研究團隊首次成功合成了一種單純由18個碳原子組成的環狀分子C18，碳環由交替的單鍵和三鍵構成。牛津大學的研究團隊使用標準的“濕”化學法，首先合成了包含四個碳原子的方形分子，其中氧原子附著在正方形上。然后，該團隊將樣品送到瑞士蘇黎世的IBM實驗室，研究人員將含氧的碳分子放在高真空室內的氯化鈉層上，通過原子力顯微鏡（也可以作為掃描調諧顯微鏡）用電流操縱環以去除含氧部分。經過多次反復試驗，最終通過顯微照片掃描確認可以合成純C18環狀結構。Gawel指出，這種單鍵和三鍵的交替鍵頗具特色，它們使得C18環具有半導體的特性。結果表明，長而直的碳鏈也可能是半導體，這為未來分子級晶體管的實現奠定了基礎。
Katharina Kaiser et al. An sp-hybridizedmolecular carbon allotrope, cyclo[18]carbon. Science 2019.
https://science.sciencemag.org/content/early/2019/08/14/science.aay1914
電子技術正在接近一個重大的范式轉變，因為硅晶體管結構不再能夠產生歷史的能效效益，從而推動了對超硅納米技術的研究。特別地，基于碳納米管場效應晶體管（CNFET）的數字電路具有顯著的能量效率優勢，但是不能完美地控制碳納米管中的固有納米級缺陷和可變性阻礙了其應用于大規模的集成系統。麻省理工學院Max M. Shulaker課題組克服了這些挑戰，展示了完全由CNFET構建的超硅微處理器。該16位微處理器基于RISC-V指令集，在16位數據和地址上運行標準32位指令，包含14,000多個互補金屬氧化物半導體CNFET，采用行業標準設計進行設計和制造流程和流程。提出了一種碳納米管的制造方法，這是一套組合處理和設計技術，用于克服整個晶圓基板上宏觀尺度的納米級缺陷。這項工作通過實驗驗證了實現超硅電子系統的有希望的途徑。
Modern microprocessorbuilt from complementary carbon nanotube transistors
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1493-814. 從鈣鈦礦中來！具有超導性的無限層鎳酸鹽丨Nature
在(La,Ba)2CuO4中發現非常規超導性促使研究具有相似晶體和電子結構的化合物，目的是尋找額外的超導體并理解氧化銅超導性的起源。等結構實例包括塊狀超導Sr2RuO4和表面電子摻雜的Sr2IrO4，其表現出與超導間隙一致的光譜特征，盡管尚未觀察到零電阻狀態。這種方法還導致了對鎳化合物的理論研究，以及設計用于超導性的薄膜異質結構。一種LaAlO3 /LaNiO3超晶格結構，其最近被提出用于產生具有單獨占據的人工層狀鎳酸鹽異質結構。在先前的相關實驗中觀察到的超導性的缺失至少部分地歸因于例如軌道的不完全極化。美國SLAC國家加速器實驗室Harold Y. Hwang和Danfeng Li團隊報道了在無限層鎳酸鹽中的超導電性的觀察，該無限層鎳酸鹽與無限層銅氧化物同構。采用軟化學拓撲還原，通過還原鈣鈦礦前驅體相合成NdNiO2和Nd0.8Sr0.2NiO2單晶薄膜。盡管NdNiO2在低溫下表現出電阻上升，但電阻率，臨界電流密度和Nd0.8Sr0.2NiO2的磁場響應的測量表明超導轉變溫度為約9至15 K。因為這種化合物是一系列還原層狀鎳酸鹽晶體結構的成員，這些結果表明一類鎳氧化物超導體可能類似于氧化銅和pnictides。
Superconductivity inan infinite-layer nickelate
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1496-515. 由陰離子交換驅動的聚合物半導體的有效分子摻雜丨Nature
在聚合物半導體中，化學摻雜的效率可以實現的電荷載流子密度，這主要由π-共軛聚合物和摻雜劑物質之間的電化學氧化還原電位決定。因此，將一個的電子親和力與另一個的電離勢匹配可以允許有效摻雜。東京大學Shun Watanabe描述了一個不同的過程，稱為陰離子交換。該過程由離子液體溶劑介導，常規小p型摻雜劑陰離子與由離子液體提供的第二陰離子的有效瞬時交換。將優化的離子鹽（離子液體溶劑）引入常規二元供體-受體系統可以克服Marcus理論描述的氧化還原電位限制，并允許陰離子交換效率接近100％。可以實現每單體單元幾乎一次電荷的摻雜水平。這種增加摻雜水平，增加穩定性和優異傳輸性能的證明表明，陰離子交換摻雜可以使用幾乎無限的離子鹽選擇，可以成為實現先進分子電子學的有力工具。
Efficient moleculardoping of polymeric semiconductors driven by anion exchange
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1504-9 16. 氧化銅結中激發噪聲揭示的贗能隙電子對丨Nature
為了了解銅氧化物中高溫超導性的過程中，爭論的焦點是贗能隙：在體積臨界溫度以上的“正常”狀態下，在費米表面的一部分上打開的部分能隙。贗能隙的產生歸因于前體超導性、預成形對的存在以及電荷密度波等相互競爭的階數。直接測定載流子電荷與溫度和偏壓的函數關系，有助于解決這些備選方案中的問題。萊斯大學的DouglasNatelson教授報告了使用原子層逐層分子束外延在幾個摻雜水平上制造的高質量La2?xSrxCuO4/La2CuO4/La2?xSrxCuO4（LSCO/LCO/LSCO）異質結構中隧道電流的散粒噪聲測量。這些數據描繪了偏壓-溫度空間中三個不同的區域。在超導間隙區之外，散粒噪聲與單個電荷載流子的獨立隧道效應在數量上是一致的。在超導間隙的深處，粒子噪聲大大增強，使人想起多次安德列夫反射。在臨界溫度以上，并且擴展到比超導間隙大得多的偏壓，存在一個很大的區域，其中噪聲大大超過了單電荷隧道的理論預期，表明電荷載流子對。這些電荷載流子對可以在溫度和偏壓的贗能隙區深處被探測到。這些電荷載流子對的存在限制了贗隙和破缺對稱態的電流模型，而相位漲落限制了超導性的范圍。
Zhou, P.; Chen, L.; Liu, Y.;Sochnikov, I.; Bollinger, A. T.; Han, M.-G.; Zhu, Y.; He, X.; Bozovi?, I.; Natelson, D.,Electron pairing in the pseudogap state revealed by shot noise in copper oxidejunctions. Nature 2019, 572 (7770), 493-496.
DOI:10.1038/s41586-019-1486-7https://www.nature.com/articles/s41586-019-1486-717. CaSiO3鈣鈦礦的地震速度可以解釋地球下地幔中的LLSVPs丨Nature
地震學記錄了整個下地幔中各種異質性的存在，但這些信號的起源 - 無論是熱還是化學 - 仍然不確定，因此它們對深地球性質的大部分信息都是模糊的。準確解釋觀測到的地震速度需要了解地球上所有可能的礦物成分的地震屬性。硅酸鈣（CaSiO3）鈣鈦礦被認為是整個下地幔中第三豐富的礦物質。近日，倫敦大學學院A. R. Thomson研究團隊同時測量CaSiO3鈣鈦礦樣品的晶體結構和剪切波和壓縮波速度，并直接限制該材料的絕熱體積和剪切模量。研究人員觀察到鈦在CaSiO3鈣鈦礦中的摻入在較高溫度下穩定了四方結構，并且材料的剪切模量顯著低于計算或熱力學數據集所預測的。結合文獻資料并推斷，該研究結果表明俯沖洋殼將在整個下地幔中作為低地震速度異常可見。此外，研究還表明大的低剪切速度省（LLSVPs）與再生海洋地殼的中度富集是一致的，并且中地幔不連續性可以通過含鈦的CaSiO3鈣鈦礦中的四方 - 立方相變來解釋。
Thomson, A. R. etal. Seismic velocities of CaSiO3 perovskite can explain LLSVPs inEarth’s lower mantle. Nature 2019.
DOI:10.1038/s41586-019-1483-xhttps://www.nature.com/articles/s41586-019-1483-x18. 石墨烯納米結構的振動位置與動量的映射丨Nature
原子振動波聲子的傳播決定了材料的熱學、力學、光電子輸運等重要特性。因此，對聲子色散（即振動能量對動量的依賴性）的了解是理解和優化材料行為與性質的重要手段分。然而，由于振動光譜學的實驗局限性，在過去的十年間對二維材料（如石墨烯）的獨立單層的聲子色散及其局部變化一直進展緩慢。盡管電子能量損失譜（EELS）在最近已經被證明可以探測局部振動電荷響應，但受限于其聚焦束的幾何結構，這種研究仍然受到動量空間積分的限制；同時材料的極性對其使用也造成了一定局限，如氮化硼存在由強偶極子矩引起的巨大信號。另一方面，通過非彈性X射線（中子）散射光譜或EELS在反射中對石墨烯進行的測量則沒有任何空間分辨率。在本文中，日本國家先進工業科技研究所的Kazu Suenaga等通過映射大動量轉移的不同振動模式將確定聲子色散到一個獨立的單層石墨烯上。他們用密度泛函微擾理論精確地重復和解釋了實驗所測得的散射強度。此外，使用石墨烯納米帶結構對選定的動量分辨振動模式進行納米尺度映射能夠在空間上分離體積、邊緣和表面等多種不同振動模式。該結果證明了在納米尺度上研究二維單層材料的局部振動模式的可行性。
Ryosuke Senga, KazuSuenaga et al, Position and momentum mapping of vibrations in graphenenanostructures, Nature, 2019
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1477-819. 魔角扭轉雙層石墨烯多體關聯中的光譜信號 丨Nature
魔角扭轉雙層石墨烯（MATBG）中超導態和絕緣態的發現激發了人們對于理解這種材料中的電子相互作用的興趣。魔角扭轉雙層石墨烯中的元素摻雜與其傳輸性質之間的關系和高溫氧化銅及其他非常規超導體的輸運性質類似，這說明MATBG可能是一個具有高度相互作用的系統。然而，到目前為止人們尚未發現MATBG中強多體關聯相互作用存在的實驗證據。在本文中，美國普林斯頓大學的Ali Yazdani等利用掃描隧道顯微鏡獲得的高分辨光譜測量手段得到了與載流子密度相關的實驗證據。MATBG在包括能夠產生超導態的很寬的摻雜范圍內存在著電子-電子相互作用因而能夠表現出不同尋常的光譜特征。研究人員發現這種方法測得的MATBG中的電子相互作用模型無法用平均場方法來解釋。在此之前，平均場方法在其他相關超導體（如氧化銅）中也應用失敗從而驅動了有關高相關性哈伯德模型的研究。在這里，作者采用MATBG電子態近局域性質驅動的哈伯德模型簇計算得到了與實驗觀察到的相似的光譜特征。該研究結果表明多體相關特性對于理解MATBG的性質十分關鍵。
Yonglong Xie, AliYazdani et al, Spectroscopic signatures of many-body correlations inmagic-angle twisted bilayer grapheme, Nature, 2019
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1422-x
20. 水滴鋰穿！全面解密鋰金屬失效疑題丨Nature
經過半個世紀的發展，鋰金屬負極的庫倫效率已得到大幅度提高，鋰枝晶的生長得到有效抑制，然而距離達到安全商用的標準仍可望而不可及。其重要原因之一在于研究者們對死鋰的成分，性質，和形成原因知之甚少。而當前最先進的表征手段仍然無法解釋死鋰的成分和形成的原因。
有鑒于此，加州大學圣地亞哥分校（UC San Diego）的Shirley Meng教授團隊開發了一種精確定量死鋰的表征方法，用于測量形成固態電解質界面（SEI）消耗的鋰離子的量 (Li+) 和未發生電化學反應的金屬鋰的量(Li0) 。基于這個方法，他們深入研究了在八種常見電解液中生成的死鋰，揭示了造成鋰金屬容量衰減的主要原因是在電池循環過程中大量未發生電化學反應的金屬鋰的堆積。通過冷凍電子顯微鏡技術進一步觀察在不同電解液中形成的死鋰的微米和納米尺度的形貌，他們發現電化學沉積的鋰金屬的微觀形貌和“結構連續性”是影響死鋰生成的決定性因素。理想情況下，電化學沉積的鋰金屬應該呈柱狀結構，使金屬態的鋰在放電過程中始終保持與電子導電網絡的緊密連接，最大程度減少金屬態死鋰的生成，從而減少容量衰減，提高循環效率。
Chengcheng Fang, Jinxing Li, Ying Shirley Meng et al. Quantifying inactive lithium in lithium metal batteries. Nature, 2019, 572, 511–515.
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1481-z
21. 不走尋常路，液體透鏡和診斷試劑盒或將迎來變革！丨Nature
數字微流控是一種利用電信號操縱液滴在基底上的行為，被廣泛應用于光學、熱學、電學以及生物醫藥等領域，并在液體透鏡和診斷試劑盒領域實現了商業化。這種電驅動主要是通過電潤濕實現，在電壓的作用下，液滴吸附在導電基底上并發生運動。電潤濕通過在液體和固體之間施加電壓，來改變液體和固體之間的表面張力。為了實現強有力的電學驅動，導電基底上往往需要覆蓋一層絕緣層，然后再覆蓋一層疏水層。這樣就不可避免地要增加驅動電壓到100V左右，從而導致可靠性降低、靜電、生物污垢等一系列困擾。
有鑒于此，加州大學洛杉磯分校Chang-Jin ‘CJ’ Kim等人提出了一種全新的電潤濕機制，可以使驅動電壓降低一個數量級，最低可達到2.5V左右。研究人員采用親水的導電基底，不需要額外的覆蓋層，利用電信號使液滴去濕潤，而并非傳統的濕潤。在這種電去濕潤機理中，液滴和基底之間的相互作用并不直接受電場控制，而是受場誘導的離子型表面活性劑的吸附和脫附驅動。在空氣條件下，通過水在摻雜的硅表面的實驗表明，這種驅動機理適用于所有基礎的數字微流體操作，驅動電壓僅僅需要±2.5 V左右，離子型表面活性劑為0.015倍的臨界膠束濃度。除此之外，這套系統適用于大多數常規緩沖液和有機溶劑。
JiaLi, Chang-Jin ‘CJ’ Kim et al. Ionic-surfactant-mediated electro-dewetting fordigital microfluidics. Nature 2019, 572, 507-510.
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1491-x
