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1. Nature Commun.：鑭系硼簇結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)+1價(jià)鑭系金屬

鑭系元素通常的氧化態(tài)為+II或者+III，少數(shù)化合物中表現(xiàn)為+IV或者+V氧化態(tài)，相比而言，+I氧化態(tài)的鑭系元素構(gòu)成的復(fù)合物非常罕見。有鑒于此，清華大學(xué)李雋、布朗大學(xué)王來生等報(bào)道發(fā)現(xiàn)一類含有+I價(jià)鑭系金屬的硼化物，通過光電子能譜和理論計(jì)算研究鑭系元素修飾的B₈簇合物L(fēng)nB₈^-，其中Ln= La, Pr, Tb, Tm, Yb，這種材料中的鑭系元素表現(xiàn)為罕見的+I氧化態(tài)。

本文要點(diǎn)：

1）在全局優(yōu)化后，LnB₈^-的對(duì)稱性由C_s轉(zhuǎn)變?yōu)镃_7v，同時(shí)氧化態(tài)從+III變?yōu)?I，這種變化現(xiàn)象在靠前和靠后的鑭系元素都存在，得到的C_7v對(duì)稱性LnB₈^-能夠看作Ln(I)與雙重芳香化學(xué)鍵η⁸-B₈^2-配位形成的。

2）B₇^3?, B₈^2?, B₉^? 芳香性硼簇物種，分別與典型的烴類分子C₅H₅^?, C₆H₆, C₇H₇⁺類似，表現(xiàn)出非常類似的大小和電子態(tài)，因此被稱為“borozenes”。Ln與不同borozenes構(gòu)建化合物的過程中能夠生成各種不同的氧化態(tài)，得到不同磁性。

Li, WL., Chen, TT., Chen, WJ. et al. Monovalent lanthanide(I) in borozene complexes. Nat Commun 12, 6467 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-26785-9

https://www.nature.com/articles/s41467-021-26785-9

2. Nature Commun.：富電子金屬中心的N-雜環(huán)卡賓金屬配合物中用于高效電催化乙炔半加氫

電催化乙炔半加氫反應(yīng)具有環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)，是熱催化乙炔加氫反應(yīng)的一種很有前途的替代方法，但由于來自析氫、過加氫、碳-碳偶聯(lián)等副反應(yīng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱催化反應(yīng)。近日，西北工業(yè)大學(xué)張健教授，西湖大學(xué)王濤報(bào)道了開發(fā)了一種N-雜環(huán)卡賓（NHC）-金屬配合物，由于N-雜環(huán)卡賓配體具有很強(qiáng)的σ供體，因此具有富電子的金屬中心，用作選擇性乙炔半加氫電催化劑。

本文要點(diǎn)：

1）實(shí)驗(yàn)和理論研究表明，NHC-Cu中的銅位點(diǎn)促進(jìn)了親電性乙炔的吸附和親核乙烯的脫附，最終抑制了電催化乙炔半加氫過程中的副反應(yīng)，并表現(xiàn)出優(yōu)異的半加氫性能，在純乙炔流下，法拉第效率超過98%。即使在含1%乙炔（1×10⁴ ppm）的粗乙烯原料中，NHC-Cu在100 h穩(wěn)定性試驗(yàn)中比選擇性超過99%，連續(xù)生產(chǎn)乙烯僅需30 ppm乙炔，空速高達(dá)9.6x10⁵ml·g_cat^?1·h^?1，周轉(zhuǎn)頻率為2.1×10^?2 s^?1，明顯優(yōu)于目前報(bào)道的熱催化劑。

2）除了這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，電化學(xué)拉曼分析和理論模擬表明，NHC-Cu中的富電子Cu位點(diǎn)有利于乙炔的吸附和乙烯的脫附，最終提高了乙炔的半加氫動(dòng)力學(xué)。

這項(xiàng)工作不僅為NHC-金屬配合物在電催化領(lǐng)域開辟了一扇新的窗口，也為選擇性加氫催化劑的設(shè)計(jì)提供了新的思路。

Zhang, L., Chen, Z., Liu, Z. et al. Efficient electrocatalytic acetylene semihydrogenation by electron–rich metal sites in N–heterocyclic carbene metal complexes. Nat Commun 12, 6574 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-26853-0

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26853-0

3. Nature Commun.：過渡金屬摻雜的富鎳層狀正極材料用于耐用的鋰離子電池

摻雜是提高層狀正極材料電化學(xué)儲(chǔ)能性能的一種眾所周知的策略。各種摻雜劑的研究已經(jīng)有了很多，但是，人們關(guān)于摻雜劑與其在延長(zhǎng)電池循環(huán)時(shí)對(duì)正極穩(wěn)定性的影響之間的一般關(guān)系還沒有建立起來。近日，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校C. Buddie Mullins，漢陽大學(xué)Yang-Kook Sun報(bào)道了研究了不同摻雜（Mg²⁺、Al³⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和Mo⁶⁺）的氧化態(tài)對(duì)富Ni正極材料Li[Ni_0.91Co_0.09]O₂的電化學(xué)、形貌和結(jié)構(gòu)性能的影響。

本文要點(diǎn)：

1）軟包鋰離子全電池的恒流循環(huán)測(cè)試表明，高氧化態(tài)摻雜的正極性能明顯優(yōu)于未摻雜的正極和低氧化態(tài)的摻雜正極。特別是，摻雜Ta⁵⁺和Mo⁶⁺的Li[Ni_0.91Co_0.09]O₂正極在200 mA g^?1下循環(huán)3000次后，容量保持在初始比容量的81.5%左右。

2）DFT計(jì)算表明，后者起到了原子柱的作用，防止了深電荷時(shí)層狀面的崩塌，這是由降低Li/Ni層間混合能的+5和+6氧化態(tài)引起。此外，物理化學(xué)測(cè)量和分析表明，不同正極材料的顆粒幾何和晶格結(jié)構(gòu)有很大的差異，這是導(dǎo)致它們的電池性能差異很大的原因，并與它們的摻雜劑的氧化態(tài)有關(guān)。具有高氧化態(tài)的摻雜劑在微觀和原子水平上穩(wěn)定了層狀正極，從而延長(zhǎng)了EV的壽命。

未來的研究應(yīng)集中在其他具有高氧化態(tài)的摻雜劑，這些摻雜劑可以在正極顆粒結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生有利的特性。此外，應(yīng)重點(diǎn)研究Ni含量超過90%的富Ni正極，以提高鋰離子電池的能量密度，降低Co含量。

Sun, H.H., Kim, UH., Park, JH. et al. Transition metal-doped Ni-rich layered cathode materials for durable Li-ion batteries. Nat Commun 12, 6552 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-26815-6

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26815-6

4. Nature Commun.：通過集成電解質(zhì)和界面控制實(shí)現(xiàn)鋰離子電池回收的選擇性鈷和鎳電沉積

分子選擇性金屬分離是鋰離子電池電極可持續(xù)回收的關(guān)鍵。然而，具有接近還原電位的金屬是選擇性電沉積的基本挑戰(zhàn)，特別是對(duì)鈷（Co）和鎳（Ni）等關(guān)鍵元素。近日，伊利諾伊大學(xué)香檳分校Xiao Su報(bào)道了展示了一種電解質(zhì)控制和界面設(shè)計(jì)的協(xié)同結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)電位依賴電沉積過程中Co和Ni的分子選擇性。

本文要點(diǎn)：

1）濃氯化物可以通過形成不同的陰離子氯化鈷絡(luò)合物（CoCl₄^2-）來控制形態(tài)，同時(shí)保持Ni的陽離子形式（[Ni(H₂O)₅Cl]⁺）。此外，帶正電的聚電解質(zhì)（即聚二烯丙基二甲基銨）的功能化電極通過靜電穩(wěn)定改變CoCl₄^2-的遷移率，從而根據(jù)聚電解質(zhì)的負(fù)載量調(diào)整Co的選擇性。

2）該策略適用于從商業(yè)來源的鋰鎳錳鈷氧化物電極中回收多組分金屬。所報(bào)告鈷和鎳的最終純度分別為96.4±3.1%和94.1±2.3%。此外，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上，確定了背景電解質(zhì)產(chǎn)生的極限成本，并提出了選擇性電沉積作為電池回收的一種有效分離方法的前景。

Kim, K., Raymond, D., Candeago, R. et al. Selective cobalt and nickel electrodeposition for lithium-ion battery recycling through integrated electrolyte and interface control. Nat Commun 12, 6554 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-26814-7

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26814-7

5. Nature Commun.：致密化局部原子堆積顯著提高大塊金屬玻璃的塑性

據(jù)報(bào)道，在大塊金屬玻璃（BMG）中引入較松散的原子堆積區(qū)域以促進(jìn)塑性變形，使BMG在室溫下更具延展性。近日，北京科技大學(xué)呂昭平教授報(bào)道了提出了一種不同的合金設(shè)計(jì)方法，即摻雜非金屬元素以形成密集堆積的圖案。

本文要點(diǎn)：

1）研究人員通過摻雜具有小原子尺寸和大負(fù)熱的非金屬元素（NMEs）來增加BMG的結(jié)構(gòu)波動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)，Ti、Zr和Cu基BMG系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)波動(dòng)的增強(qiáng)導(dǎo)致強(qiáng)度的提高，并使這些溶質(zhì)的原子鄰域在增加的臨界應(yīng)力下更容易塑性變形。

2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，BMG同時(shí)提高了壓縮塑性（從~ 8%到未斷裂）、強(qiáng)度（從~ 1725到1925 Mpa）和韌性（從87±10到165±15 MPa√m），如Zr₂₀Cu₂₀Hf₂₀Ti₂₀Ni₂₀ BMG所示。

3）在熱力學(xué)的指導(dǎo)下，根據(jù)與這些摻雜劑相關(guān)的適當(dāng)?shù)幕旌县?fù)熱，這種方法原則上具有通用性，可以用于改善廣泛范圍的MGs性能。

這項(xiàng)研究促進(jìn)了人們對(duì)非晶固體結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的原子尺度起源的理解，并為在不犧牲強(qiáng)度的情況下設(shè)計(jì)塑性BMG提供了新的策略。

Wu, Y., Cao, D., Yao, Y. et al. Substantially enhanced plasticity of bulk metallic glasses by densifying local atomic packing. Nat Commun 12, 6582 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-26858-9

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26858-9

6. JACS：半固定化分子電催化劑用于高性能鋰?硫電池

鋰-硫（Li?S）電池具有2600 Wh kg^?1的超高理論能量密度，是一種很有前途的新一代儲(chǔ)能技術(shù)。然而，多相硫氧化還原反應(yīng)具有復(fù)雜的均相和非均相電化學(xué)過程，動(dòng)力學(xué)緩慢，需要有針對(duì)性的高效電催化劑。基于此，清華大學(xué)張強(qiáng)教授，北京理工大學(xué)Bo-Quan Li報(bào)道了針對(duì)Li?S電池中硫氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種半固定化分子電催化劑。

本文要點(diǎn)：

1）研究人員將卟啉活性中心共價(jià)接枝到石墨烯集電器上的導(dǎo)電和柔性聚吡咯連接物上。研究發(fā)現(xiàn)，具有半固定化活性中心的電催化劑同時(shí)具有均相和非均相功能，具有增強(qiáng)的氧化還原動(dòng)力學(xué)和可調(diào)節(jié)的相變模式。

2）這種半固定化策略在實(shí)際的Li?S電池中得到了進(jìn)一步的證實(shí)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的倍率性能和長(zhǎng)壽命，以及343 Wh kg^?1高能量密度軟包Li?S電池。

這項(xiàng)研究不僅為提高Li?S電池性能提供了一種高效的半固定化電催化劑設(shè)計(jì)策略，而且對(duì)面向類似多相電化學(xué)能量過程的電催化劑的開發(fā)也具有一定的啟發(fā)意義。

Chang-Xin Zhao, et al, Semi-Immobilized Molecular Electrocatalysts for High-Performance Lithium?Sulfur Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c09107

https://doi.org/10.1021/jacs.1c09107

7. Angew：氫鍵有機(jī)骨架(HOFs)用于對(duì)淀粉樣蛋白-β進(jìn)行靶向特異性光氧化

光學(xué)治療已發(fā)展成為阻斷β-淀粉樣蛋白(Aβ)自組裝的一種有效方法。因此，有必要開發(fā)具有深入的組織滲透性和更安全的光敏劑以避免損傷附近的正常組織和提高治療效果。有鑒于此，中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所曲曉剛研究員構(gòu)建了一種基于氫鍵有機(jī)骨架(HOF)的NIR-II光氧化催化劑來解決上述問題。

本文要點(diǎn)：

1）實(shí)驗(yàn)將在NIR-II區(qū)具有較大的雙光子吸收截面(TPA)的吡啶半氰胺染料DSM封裝于卟啉基HOF中，從而構(gòu)建了DSM@n-HOF-6，其具有顯著的雙光子NIR-II激發(fā)的熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)，可生成單線態(tài)氧(¹O₂)以用于Aβ氧化。隨后，實(shí)驗(yàn)也將KLVFFAED的靶向肽(KD8)共價(jià)連接到DSM@nHOF-6上，以增強(qiáng)其對(duì)血腦屏障(BBB)的穿透性和對(duì)Aβ的選擇性。

2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該HOF基光氧化催化劑能夠在NIR-II照射下對(duì)Aβ聚集產(chǎn)生顯著的抑制作用。進(jìn)一步的體內(nèi)研究表明，該策略能夠在3xTg-AD轉(zhuǎn)基因小鼠模型中使得小鼠顱腦Aβ斑塊明顯減少，并恢復(fù)其記憶缺陷。綜上所述，這一研究可為將HOFs作為光學(xué)治療試劑提供新的思路。

Haochen Zhang. et al. NIR-II Hydrogen-Bonded Organic Frameworks (HOFs) Used for Target Specific Amyloid-β Photooxygenation in an Alzheimer's Disease Model. Angewandte Chemie International Edition. 2021

DOI: 10.1002/anie.202109068

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202109068

8. AM：鋰硫電池多功能Janus隔膜的界面工程

鋰枝晶生長(zhǎng)和硫正極性能不理想是極大限制鋰硫電池（LSBs）實(shí)際應(yīng)用的兩大核心問題。大多數(shù)功能化策略基于聚烯烴Celgard 隔膜，這些具有低熔點(diǎn)的聚烯烴膜具有較差的熱穩(wěn)定性且在高溫下容易收縮變形，帶來巨大的安全隱患。近日，北京大學(xué)郭少軍研究員等人報(bào)道了一種多功能隔膜用于鋰硫電池。

本文要點(diǎn)：

1）提出了一種通過界面工程策略實(shí)現(xiàn)的 Janus 隔膜的一體化設(shè)計(jì)概念，以提高 LSB 的性能。在負(fù)極/隔膜的界面處，薄的功能化復(fù)合層含有高彈性模量和高導(dǎo)熱性的氮化硼納米片和氧基接枝的纖維素納米纖維（BNNs@CNFs），可以有效避免“熱點(diǎn)”，均質(zhì)化鋰離子通量，抑制枝晶生長(zhǎng)。同時(shí)，在隔膜和陰極之間的界面處，還原氧化石墨烯（rGO@Ru SAs）表面高密度均勻暴露的Ru單原子可以“捕獲”多硫化物并顯著降低活化能以提高其轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)。

2）LSBs 在5 C下顯示出 460 mAh g^-1的高容量和超穩(wěn)定的循環(huán)性能，在800次循環(huán)中具有每循環(huán) 0.046% 的超低容量衰減率。為了進(jìn)一步證明Janus 隔膜的實(shí)際前景，使用Janus隔膜組裝的 Li-S 軟包電池可提供 310.2 Wh kg^-1的電池級(jí)能量密度。

Yiju Li, et al. Two Birds with One Stone: Interfacial Engineering of Multifunctional Janus Separator for Lithium-Sulfur Batteries. Adv. Mater. 2021.

DOI：10.1002/adma.202107638

https://doi.org/10.1002/adma.202107638

9. AM：超快速合成高離子電導(dǎo)率富碘鋰銀錳礦微晶玻璃電解質(zhì)

由于其高離子電導(dǎo)率和延展性，鋰銀銀礦是最有前途的硫化物電解質(zhì)之一。其中，Li₆PS₅I（LPSI）對(duì)鋰金屬表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性，但由于不存在S^2-/I^-無序，離子電導(dǎo)率相當(dāng)?shù)停ㄖ挥衺10^-6 S cm^-1）。近日，浙江大學(xué)涂江平研究員和王秀麗研究員等人報(bào)道了一種高離子電導(dǎo)率富碘鋰銀錳礦微晶玻璃電解質(zhì)。

本文要點(diǎn)：

1）使用極限能量機(jī)械合金化方法合成了具有高碘含量的銀汞礦Li_6-xPS_5-xI_1+x微晶玻璃電解質(zhì)。通過在此一鍋法中摻雜 LiI，將S^2–/I^–無序成功引入系統(tǒng)。通過⁶Li魔角自旋核磁共振和ab initio分子動(dòng)力學(xué)模擬確定，碘的引入促進(jìn)了Li⁺的籠間跳躍，從而增強(qiáng)長(zhǎng)程Li⁺導(dǎo)電。

2）Li_5.6PS_4.6I_1.4 微晶玻璃電解質(zhì) (LPSI_1.4-gc) 具有高離子電導(dǎo)率 (2.04 mS cm^-1) 和優(yōu)異的對(duì)鋰金屬的穩(wěn)定性。使用 LPSI_1.4-gc 電解質(zhì)的鋰對(duì)稱電池在 0.2 mA cm^-2 下表現(xiàn)出超過3200小時(shí)的超長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性。采用LPSI_1.4-gc作為陽極夾層的LiCoO₂/Li6PS5Cl/Li全固態(tài)電池也表現(xiàn)出突出的循環(huán)和倍率性能。

Yu Liu, et al. Ultra-fast Synthesis of I-rich Lithium Argyrodite Glass-Ceramic Electrolyte with High Ionic Conductivity. Adv. Mater. 2021.

DOI：10.1002/adma.202107346

https://doi.org/10.1002/adma.202107346

10. Nano Letters：體心立方PdCu納米催化劑上的有序空位

缺陷工程已成為當(dāng)今電催化劑設(shè)計(jì)的重要考慮因素之一。然而，關(guān)于有序晶體結(jié)構(gòu)中的空位（尤其是體心立方結(jié)構(gòu)）以及有序空位對(duì)電子結(jié)構(gòu)的影響還沒有被研究過。基于此，青島科技大學(xué)賴建平教授，王磊教授報(bào)道了首次制備了一種具有有序空位（OVs）的體心立方PdCu納米粒子（NPs），并進(jìn)一步探討了OVs對(duì)其電催化氮還原（NRR）的影響。

本文要點(diǎn)：

1）催化劑的制備采用簡(jiǎn)單的醋酸刻蝕方法，并通過改變刻蝕時(shí)間來控制缺陷的大小。

2）結(jié)果表明，OVs優(yōu)化的體心立方PdCu/C（OVs-PdCu-2）在Li₂SO₄電解液中表現(xiàn)出顯著的NRR行為和選擇性。法拉第效率(FE)在0.05V（vs.RHE）時(shí)達(dá)到21.5%的最大值。當(dāng)電位增加到0 V時(shí)，實(shí)現(xiàn)了最高的NH₃產(chǎn)率，為55.54 μg h^?1mg_cat^?1（4.44 μg h^?1 cm^?2），明顯優(yōu)于未刻蝕的體心立方PdCu（PdCu/C）（12.83 μg h^?1 mg_cat^?1（1.03 μg h^?1cm^?2））。此外，OVs-PdCu-2催化劑在0 V時(shí)的周轉(zhuǎn)頻率（TOF）達(dá)到0.27 h^?1，高于無空位PdCu（0.064 h^?1），表明OVs-PdCu-2催化劑具有優(yōu)越的本征活性。這是迄今為止，所報(bào)道的最佳的電壓為0 V的NRR電催化劑。此外，該材料還具有較長(zhǎng)的電化學(xué)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，即使在80 h的連續(xù)試驗(yàn)中，電流密度也沒有降低。

3）通過適當(dāng)?shù)娜毕荩梢哉{(diào)整最佳的電子結(jié)構(gòu)，使其具有最優(yōu)異的催化性能。同時(shí)，引入具有有序空位的多種納米材料將是未來催化領(lǐng)域一個(gè)很有前途的研究方向。

Zuochao Wang, et al, Ordered Vacancies on the Body-Centered Cubic PdCu Nanocatalysts, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03343

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03343

11. Nano Letters：對(duì)pH可逆的熒光探針用于對(duì)細(xì)胞外囊泡及其從活細(xì)胞中的分泌進(jìn)行原位成像

目前，由于缺乏能夠?qū)崿F(xiàn)原位可視化的技術(shù)，研究者對(duì)于細(xì)胞外囊泡(EVs)是如何從細(xì)胞中分泌的仍然不夠了解。香港中文大學(xué)Chung Hang Jonathan Choi設(shè)計(jì)了一種對(duì)pH可逆的雙吡咯亞甲基硼(BODIPY)熒光探針，并將其用于對(duì)活細(xì)胞分泌的EVs進(jìn)行共聚焦成像而不會(huì)引起嚴(yán)重的細(xì)胞毒性。

本文要點(diǎn)：

1）在基本條件下，該探針主要為非熒光的無色-BODIPY形式，但在被酸化后，它會(huì)逐漸切換到具有熒光的母體BODIPY形式。這種pH值所引起的轉(zhuǎn)變使其能夠在弱堿性培養(yǎng)基中對(duì)酸性EVs(如富含CD81的外泌體和細(xì)胞外多泡體)以及在弱堿性細(xì)胞質(zhì)中對(duì)細(xì)胞內(nèi)酸性前體EV進(jìn)行成像。與常亮染料相比，其產(chǎn)生的假陽性信號(hào)很少。

2）實(shí)驗(yàn)將該探針與質(zhì)粒轉(zhuǎn)染進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，揭示了一些EVs通過微管通道從細(xì)胞偽足中被分泌的過程。綜上所述，該探針可為研究EVs的細(xì)胞外運(yùn)輸提供重要的機(jī)制見解，并進(jìn)一步推動(dòng)EVs納米藥物的發(fā)展。

Hanzhuang Liu. et al. A pH-Reversible Fluorescent Probe for in Situ Imaging of Extracellular Vesicles and Their Secretion from Living Cells. Nano Letters. 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03110

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c03110

12. ACS Nano：一種高拉伸，裂紋不敏感和可壓縮的陶瓷氣凝膠

陶瓷氣凝膠是一種很有吸引力的高溫隔熱材料、催化載體和超濾材料，但其實(shí)際應(yīng)用往往受到脆性的限制。近年來，基于納米結(jié)構(gòu)的陶瓷氣凝膠實(shí)現(xiàn)了可逆壓縮。然而，這些改性氣凝膠在拉伸下仍然表現(xiàn)出快速而脆性的斷裂。近日，西安交通大學(xué)王紅潔教授報(bào)道了用卷曲的SiC-SiO_x雙晶納米線作為構(gòu)件，通過設(shè)計(jì)陶瓷氣凝膠的微觀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高度可壓縮陶瓷氣凝膠的可逆拉伸和裂紋不敏感特性。

本文要點(diǎn)：

1）該氣凝膠具有大應(yīng)變可逆拉伸(20%)和良好的抗高速拉伸疲勞試驗(yàn)性能。即使是預(yù)刻好的試樣，在10%的應(yīng)變下也可以實(shí)現(xiàn)可逆拉伸，顯示出良好的抗裂性。

2）該氣凝膠還表現(xiàn)出高達(dá)80%應(yīng)變的可逆壓縮率、28.4 mW m^?1 K^?1的超低導(dǎo)熱系數(shù)以及優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，即使在丁烷吹炬中的溫度高達(dá)1200 °C或在液氮中的溫度低至?196 °C時(shí)也是如此。

3）研究結(jié)果表明，彎曲納米線的變形、相互作用和重新取向可以降低拉伸過程中的應(yīng)力集中，抑制裂紋的萌生和擴(kuò)展，從而產(chǎn)生吸引人的拉伸性能。

本研究不僅拓展了陶瓷氣凝膠在極端溫度條件下復(fù)雜動(dòng)應(yīng)力條件下的適用性，也為設(shè)計(jì)其他具有高伸長(zhǎng)性和抗裂性的多孔陶瓷材料提供了有益的借鑒。

Lei Su, et al, Highly Stretchable, Crack-Insensitive and Compressible Ceramic Aerogel, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c07755

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c07755