NEWS 01

3D“原子图”揭示了铁锈的生长过程

铁生锈一直对土壤、建筑物、生活带来破坏性影响，美国太平洋西北国家实验室的科学家们创建了3D“原子图”，来研究有关铁生锈的过程。他们使用罕见的成像技术、原子探针层析成像技术，发现了针铁矿和铁与周围溶液之间的原子交换反应原理，证实了先前的猜想。此外，该发现开辟了一条新的道路，把生锈和针铁矿结合，从而达到去除土壤中重金属的目的。

图|铁锈的生长过程（来源：Piabay）

NEWS 02

创纪录！可精确测量半导体材料特性的新技术

德克萨斯大学奥斯汀分校Daniel Wasserman副教授带领团队开发出了一种可精确测量材料半导体特性的测量技术，是现有测量技术灵敏度的100000倍，而且更简单、更便宜、更有效。这项研究发表在了Nature Communications上。他们将少量材料放入专门设计的微波谐振器电路中，在谐振器内部将样品暴露于浓缩的微波场，通过测量电（微波）信号的衰减使得科研人员能够以更高的精度测量材料的载流子寿命，从而深入了解材料的整体光学质量，同时确定材料在集成到光电探测器结构中时的应用范围。新测量技术可表征微尺寸材料的特性，将加速科研人员对2D、微米及纳米级材料的发现和研究。

图|微波谐振器的渲染图（来源：The University of Texas at Austin）

NEWS 03

低温下水可不再结冰

苏黎世联邦理工学院和苏黎世大学的研究人员设计并合成了一种新脂质，该脂质自发组装聚集成膜且统一排列形成纳米尺度的脂质通道即脂质中间相。水在该脂质通道中可以在零下263华氏度而不结冰，其原因主要是在狭窄的通道中没让水形成冰晶的空间，所以即使在极低的温度下，它仍然是无序的，并且脂质也不会冻结。其中，温度、含水量以及设计的脂质分子的新结构决定了脂质中间相的结构。最近，研究人员将限制在脂质中间相中的水不结冰现象的研究发表在Nature Nanotechnology杂志上。这些新的脂质中间相可用于在膜模拟环境中进行非破坏性地分离，保存和大生物分子的研究，也可以应用于任何必须防止水结冰的潜在应用领域。

图|新型脂质中间相的三维模型（来源：Peter Rüegg / ETH Zurich）

NEWS 04

高迁移率的新型纳米线有助于高速通信

香港城市大学和中科院过程研究所的科研工作者已经合成了具有高载流子迁移率和快速红外光（IR）响应的新纳米线，这有助于高速通信。但是常见的化合物材料通常具有巨大的晶体缺陷，这导致光响应性能的显着降低。通过催化剂外延技术合成出了高度结晶的三元纳米线，具有高载流子迁移率和快速红外响应。该研究发表在最新的Nature Communications杂志上。

图|三元纳米线的生长机制和快速红外响应（来源：HAN Ning）

NEWS 05

MIT研发出更环保、更高效的天然气过滤膜

麻省理工学院研发了一种净化天然气的新型聚合物膜。目前，相关文章已发表在Advanced Materials上。该膜的设计以长链聚合物为骨架，与传统膜材料不同的是，其在长链上固定了较短的侧链，得到精确的亚纳米级间距，从而改变渗透空间。这种膜稳定性好，具有较好选择性和渗透性，比传统的膜材料高2000-7000倍；耐受性高达51bar。同时，对侧链进行改性又能实现对材料性能的进一步调控，有望实现其在碳捕获和存储，甚至在分离液体上的应用。现在研究人员计划对侧链的化学结构进行系统研究，希望寻找到最有效的化学结构用于分离过程。

图|高效净化天然气的环境友好型膜（来源： MIT）

NEWS 06

一种经济环保的新型3D打印机

密歇根理工大学和re:3D公司共同开发并测试了一种被称为Gigabot X的开源工业FPF 3D打印机，这种打印机可以通过融合颗粒制造（FPF）技术将废弃塑料颗粒制作成打印件，是一种用于制造高性能产品的经济环保型工业机器。Gigabot X可用于户外运动用品等领域的打印，这曾经是3D打印的一个艰难市场，Gigabot X的出现可以极大的改变这种状况。Gigabot X的售价较高，约为18500美元，但据估计，其投资回报率将达到1,000％以上。相关研究内容发表在Additive Manufacturing杂志上。

图|Gigabot X将废弃塑料颗粒制作成打印件（来源：Nathan Shaiyen/Michigan Tech）

NEWS 07

石墨烯包覆阴极可以有效防止锂电池自燃

近日，伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员发现，石墨烯可以吸收锂电池中的氧气。他们在Advanced Functional Materials杂志上报告了这项研究成果。研究人员首先对石墨烯进行了化学改性，使其具有导电性。接下来，他们将微小的锂钴氧化物阴极颗粒包覆在导电石墨烯中，并与粘合材料结合在一起形成锂电池可用的阴极。研究表明，传统的锂电池在快速循环条件下性能下降了约45％，而经过包裹的阴极电池在快速循环后仅损失了约14％的容量；此外，包覆后的阴极可以减少阴极材料氧气的释放，这可能是降低电池自燃的一种方式。

NEWS 08

氢氧化物交换膜的发现大大降低了燃料电池汽车的成本

燃料电池汽车采用最具发展前景的清洁能源作为动力，现已上市，世界范围内都在开发这种汽车。燃料电池汽车之前采用的质子膜交换燃料电池，通常采用铂这种昂贵的催化剂材料。特拉华大学的严玉山教授，研究出主要成分为聚芳基哌啶聚合物的氢氧化物交换膜，使燃料电池更强大、更耐用、更便宜，其研究成果发表在Nature Energy上。

严玉山教授，一直致力于降低燃料电池的成本，通过结合徐秉钧的研究成果，开发出此类氢氧化物交换膜。这种交换膜在摄氏90度以上具有最佳功率和稳定性数据，可以满足燃料电池汽车长到5000小时的工作时间。

图|左为徐秉钧，右为严玉山（来源：Joy Smoker）

NEWS 09

同位素的组成对过渡金属二硫化物的光电性能具有显著影响

阿拉莫斯实验室的研究人员通过控制过渡金属二硫化物（TMD）内部同位素的比例，来调整材料的光致发光和光电性能。研究团队首次研制出同位素纯度稳定、数量均匀且只有6个原子厚度的TMD材料，其研究成果发表在Nano Letters杂志上。

该团队发现同位素的组成对发光光谱具有“蓝移效应”。为了研究这一点，他们提出可能是同位素的纯度对原子质量产生的影响，从而导致声子能量降低，最终使得电子带隙进行重整化，出现能量差异，从而导致光学位移。接下来，该团队将进一步使用IBML公司的资源，以验证在材料的结构中产生同位素缺陷是否将对其光学和热学性能产生显着影响。

图|在过渡金属二硫化物中加入同位素（来源：阿拉莫斯实验室）