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納米前沿之Nature系列最新集錦20150923
Jeff 納米人 2016-11-24

1. Nature Materials:溶劑和蒸汽驅動的層級結構纖維驅動器!

大部分織物的力學響應都來源于纖維素微纖的螺旋組織。但是,對這種多級結構的簡單模仿并不能制備得到有效的人工驅動器。

近日,復旦大學彭慧勝課題組通過多級螺旋組裝的碳納米管陣列制備得到了受溶劑和蒸汽驅動的螺線管纖維。這些纖維具有質量輕、彈性好、強度高等優點,在能源生產、傳感和智能織物等方面具有較好應用前景。



參考文獻:Hierarchically arranged helical fibre actuators driven by solvents and vapours

 

2. Nature Nanotechnology:高效光電陽極材料!

光驅動水氧化的條件:1)有一個半導體材料吸收光并產生電子空穴對;2)有一個催化劑材料來增強電子在半導體和溶劑之間的傳輸。而難點就在于:催化劑是如何影響半導體的能帶彎曲以及光電壓。

有鑒于此,Jay A. Switzer課題組通過一種簡單、廉價的電沉積方法制備得到一種高效光電陽極材料:n-Si/SiO x/Co/CoOOH,具有極高的光催化水氧化產生氧氣的性能。



參考文獻:An electrodeposited inhomogeneous metal–insulator–semiconductor junction for efficient photoelectrochemical water oxidation


3.Nature Materials:單個Pd納米顆粒尺寸和形貌的熱力學研究

Christoph Langhammer課題組制備了一系列不同尺寸和形貌的單顆粒的Pt納米顆粒二聚體,研究發現納米材料的尺寸和形貌與熵、焓聯系緊密。對于納米材料的控制合成具有很好理論指導作用。



參考文獻:Hydride formation thermodynamics and hysteresis in individual Pd nanocrystals with different size and shape

 

4.Nature Nanotechnology:具有連續晶格的內涵蛋白可用于納米顆粒和活性生物分子功能化修飾!

可自組裝或者與其他分子相互作用的生物分子是生物器件研究的重點領域。在此領域,DNA已經被大量研究,而對于具有更優異結合分子能力的蛋白質分子的相關研究還比較少。

有鑒于此,P. N. Dannhauser課題組利用內涵蛋白,在一系列基底材料上(包括玻璃、金屬、碳材料以及塑料)制備得到了多種二維組裝結構。經過醋酸鈾處理后,這種自組裝的晶格結構具有長達數月的長期保存穩定性,在生物傳感和生物合成反應器方面具有很好的應用前景。



參考文獻:Durable protein lattices of clathrin that can be functionalized with nanoparticles and active biomolecules


5. Nature:鐵性材料研究獲重要進展

在合適的電場或磁場作用下,原子尺度長程有序的電或磁偶極子的鐵電體和鐵磁體材料可以互相轉換。然而,在體相材料中制備得到原子尺度長程有序的結構非常困難。

有鑒于此,Rosseinsky課題組在一種鈣鈦礦氧化物中實現了鐵磁體和鐵電體材料的結合,該策略對于鐵性材料的制備具有重要借鑒意義。



參考文獻:Designing switchable polarization and magnetization at room temperature in an oxide



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