
2024-01-24
如何操控分子間相互作用實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)程自旋有序在理解和調(diào)控微觀尺度的磁性行為以及開發(fā)新型宏觀磁性材料和器件方面具有重要意義。然而,溫度和環(huán)境對(duì)分子磁性行為和自旋有序的形成起著決定作用。高溫下,熱漲落會(huì)破壞自旋有序使分子間交換作用失效。根據(jù)Mermin-Wagner理論預(yù)言,二維系統(tǒng)不存在長(zhǎng)程自發(fā)磁有序。因此,實(shí)現(xiàn)二維室溫鐵磁分子材料面臨著巨大的挑戰(zhàn)。為了解決這一挑戰(zhàn),合肥光源用戶中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳長(zhǎng)征教授、郭宇橋副...
2024-01-23
納米材料已廣泛應(yīng)用于納米醫(yī)學(xué)、環(huán)境消毒、消費(fèi)品等眾多領(lǐng)域。其中,納米銀(AgNPs)因其優(yōu)異的抗菌、抗炎特性而受到越來(lái)越多的關(guān)注。廣泛使用的納米材料對(duì)水生生物具有潛在的有害影響,并引發(fā)細(xì)胞內(nèi)生物物理化學(xué)反應(yīng)。微藻是水生浮游植物的模式物種,也是環(huán)境毒性的敏感指標(biāo)。作為初級(jí)生產(chǎn)者,納米粒子引發(fā)的藻類改變將影響水生生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)消耗和養(yǎng)分循環(huán)。目前,針對(duì)浮游植物藻類的納米毒理研究主要集中在相應(yīng)的生理表型和分子機(jī)制上。然而,納米顆粒對(duì)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化的影響仍存在知識(shí)空白。
納米材料已廣泛應(yīng)用于納米醫(yī)學(xué)、環(huán)境消毒、消費(fèi)品等眾多領(lǐng)域。其中,納米銀(AgNPs)因其優(yōu)異的抗菌、抗炎特性而受到越來(lái)越多的關(guān)注。廣泛使用的納米材料對(duì)水生生物具有潛在的有害影響,并引發(fā)細(xì)胞內(nèi)生物物理化學(xué)反應(yīng)。微藻是水生浮游植物的模式物種,也是環(huán)境毒性的敏感指標(biāo)。作為初級(jí)生產(chǎn)者,納米粒子引發(fā)的藻類改變將影響水生生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)消耗和養(yǎng)分循環(huán)。目前,針對(duì)浮游植物藻類的納米毒理研究主要集中在相應(yīng)的生理表型...
2023-12-31
傳統(tǒng)基于吸附或氧化還原反應(yīng)機(jī)制的氣體傳感器一般只能探測(cè)特定的一種或少數(shù)幾種氣體成分,并且只能在特定的溫區(qū)工作,極大的限制了其在多種氣體混合的復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用及稀有氣體和惰性氣體的探測(cè)。合肥光源用戶中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)廖昭亮教授研究團(tuán)隊(duì)研制了一種新的基于鋁酸鑭/鈦酸鍶(LaAlO3/SrTiO3)薄膜界面關(guān)聯(lián)二維電子氣(C-2DEG)的廣譜氣體傳感原型器件。利用界面二維電子氣的電阻響應(yīng),純物理的方法探測(cè)了多種氣體。不論...
2023-12-31
了解納米藥物的細(xì)胞內(nèi)行為和受納米材料-生物相互作用影響的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形態(tài)變化,是研究納米藥物的生物活性和安全性評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。解析納米藥物-細(xì)胞互作的基本原理和機(jī)制,對(duì)于準(zhǔn)確把握納米藥物的生物學(xué)效應(yīng)具有重要意義,為高效低毒納米藥物的精確設(shè)計(jì)和臨床轉(zhuǎn)化提供指導(dǎo)和支持。生物微環(huán)境和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及胞內(nèi)納米藥物化學(xué)形態(tài)的動(dòng)態(tài)變化等為納米尺度下單細(xì)胞的原位無(wú)標(biāo)記分析帶來(lái)了挑戰(zhàn)。基于同步輻射的X射線成像技...
2023-11-12
近年來(lái),二維(2D)材料因具有獨(dú)特的與自旋相關(guān)的物理性質(zhì)(范德華材料的磁子激子耦合行為和金屬有機(jī)骨架材料中非常規(guī)磁現(xiàn)象等)而引起了物理學(xué)家和材料學(xué)家們的廣泛關(guān)注。尤其是具有磁性(鐵磁和反鐵磁)的二維材料更是下一代自旋電子器件的首選材料。然而,由于反鐵磁缺乏凈磁化強(qiáng)度以及外磁場(chǎng)響應(yīng)能力,準(zhǔn)確識(shí)別它們的磁結(jié)構(gòu)、進(jìn)而深入理解其反鐵磁衍生效應(yīng)仍然是一個(gè)嚴(yán)酷挑戰(zhàn),這極大地限制了二維反鐵磁的基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)...
2023-10-30
氫氣作為一種高熱焓、零碳排放的能源,在未來(lái)綠色能源社會(huì)中扮演著重要的角色。通過(guò)電解水的形式將太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能等可持續(xù)能源以電能的形式轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在氫氣中是一條非常經(jīng)濟(jì)且綠色的產(chǎn)氫途徑。堿水電解產(chǎn)氫可以避免酸腐蝕電極和催化劑的腐蝕溶解,達(dá)到高效制備純氫的目的,同時(shí)也能與其它工業(yè)半反應(yīng)(氯堿化工)聯(lián)用,顯示出更廣泛的應(yīng)用前景。相比于酸性環(huán)境中質(zhì)子直接耦合電子的析氫反應(yīng)(2H+?+ 2e-?→ H2↑),...
2023-10-30
近年來(lái),具備獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)的二維納米材料及其在能源方面的應(yīng)用受到了研究人員的廣泛關(guān)注。通過(guò)不同的物理和化學(xué)設(shè)計(jì)策略建立的相結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)的主要原因。對(duì)二維能源納米材料的相結(jié)構(gòu)和真實(shí)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行具體分析離不開關(guān)鍵的表征方法,這些方法需能夠提供盡可能多的有價(jià)值的信息。??近期,合肥光源inhouse科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室宋禮教授課題組討論了同步輻射表征技術(shù)在材料的相工程和...
2023-10-30
具有可拉伸性的可穿戴電子產(chǎn)品應(yīng)具有足夠的彈性,以適應(yīng)生物組織在大應(yīng)變和頻繁應(yīng)變時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變。這些要求已逐漸成為用于人工皮膚的彈性電子器件材料的基本特征。最近,基于本征彈性導(dǎo)體或半導(dǎo)體的可穿戴傳感器和電路的原型器件已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展。然而,鐵電體作為現(xiàn)代電子的關(guān)鍵和有前途的基礎(chǔ)材料,其彈性化卻遠(yuǎn)落后于導(dǎo)體和半導(dǎo)體的彈性化進(jìn)程,阻礙了它們?cè)谛屡d可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用。
具有可拉伸性的可穿戴電子產(chǎn)品應(yīng)具有足夠的彈性,以適應(yīng)生物組織在大應(yīng)變和頻繁應(yīng)變時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變。這些要求已逐漸成為用于人工皮膚的彈性電子器件材料的基本特征。最近,基于本征彈性導(dǎo)體或半導(dǎo)體的可穿戴傳感器和電路的原型器件已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展。然而,鐵電體作為現(xiàn)代電子的關(guān)鍵和有前途的基礎(chǔ)材料,其彈性化卻遠(yuǎn)落后于導(dǎo)體和半導(dǎo)體的彈性化進(jìn)程,阻礙了它們?cè)谛屡d可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用。在過(guò)去的幾年里,化學(xué)交聯(lián)在半導(dǎo)體...
2023-09-03
將高溫/高壓條件下的氫化反應(yīng)轉(zhuǎn)換為環(huán)境條件下的電化學(xué)氫化反應(yīng)可以極大地減少化學(xué)工業(yè)的碳足跡。眾所周知,銅催化劑通過(guò)電催化腈類加氫對(duì)伯胺具有選擇性。然而,在高電流密度下,它們的能量效率和法拉第效率仍無(wú)法滿足工業(yè)需求。此外,潛在的催化機(jī)制仍然沒有得到充足理解,特別是局部精細(xì)結(jié)構(gòu)和催化選擇性之間的相關(guān)性??紤]到乙腈電化學(xué)氫化的復(fù)雜性(包括,腈C-N鍵的吸附和活化、質(zhì)子耦合-電子轉(zhuǎn)移和乙胺C-N鍵的解吸等過(guò)...
2023-09-03
電化學(xué)還原CO2為碳基燃料和化學(xué)品是碳捕集利用與封存技術(shù)的重要組成部分,在可再生能源存儲(chǔ)和二氧化碳負(fù)排放方面具有廣闊的應(yīng)用前景。開發(fā)高效的CO2還原電催化劑是處在前沿的研究課題,一個(gè)理想的CO2還原反應(yīng)電催化劑應(yīng)具有低過(guò)電位和高電流密度的產(chǎn)物,同時(shí)在長(zhǎng)期電解后保持高選擇性和活性。然而,由于CO2具有很強(qiáng)的化學(xué)鍵強(qiáng)(806 kJ·mol-1)和競(jìng)爭(zhēng)性氫氣析出反應(yīng)的發(fā)生,實(shí)現(xiàn)理想的CO2RR催化劑性能是極具挑戰(zhàn)性的。目前...
2023-09-03
聚酰胺類材料是開發(fā)最早使用最廣的熱塑性工程材料,其中聚酰胺-6(尼龍6)廣泛應(yīng)用于纖維,工程塑料等領(lǐng)域。由于己內(nèi)酰胺是尼龍6制備中的關(guān)鍵單體,每年己內(nèi)酰胺的需求量仍在逐步增加,其產(chǎn)能已達(dá)到每年890萬(wàn)噸。傳統(tǒng)的己內(nèi)酰胺合成包括環(huán)己酮肟的制備和環(huán)己酮肟的貝克曼重排兩個(gè)步驟。相比于簡(jiǎn)單的貝克曼重排反應(yīng),傳統(tǒng)的環(huán)己酮肟的制備過(guò)程中需要使用到易爆炸的高濃度羥胺溶液,因此有必要開發(fā)出一種更加高效安全的策略從氮氧化物和環(huán)...
2023-09-03
分子模擬是物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)演化、光譜學(xué)模擬、材料構(gòu)效關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理等科學(xué)研究的重要理論模擬工具。分子模擬的核心問(wèn)題是根據(jù)原子幾何坐標(biāo)計(jì)算體系的勢(shì)能和勢(shì)能梯度,傳統(tǒng)上這類計(jì)算一般依賴經(jīng)驗(yàn)勢(shì)方法或者第一性原理方法(如密度泛函方法DFT等)。一般來(lái)說(shuō),經(jīng)驗(yàn)勢(shì)方法計(jì)算效率高,可用于大體系長(zhǎng)時(shí)間過(guò)程的模擬,但模擬精度較低,且難以描述化學(xué)鍵的形成和斷裂等反應(yīng)過(guò)程;第一性原理方法具有較高的物理精度,可描述化學(xué)反...
2023-09-03
甲烷氧化羰基化過(guò)程是制備乙酸的一條極具吸引力的途徑。然而,該過(guò)程中外加的氧化劑(如O2和H2SO4)和羰基化試劑(如CO)會(huì)帶來(lái)許多副反應(yīng)的發(fā)生,限制了甲烷氧化羰基化過(guò)程的進(jìn)一步應(yīng)用。光驅(qū)動(dòng)化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)溫和條件下甲烷轉(zhuǎn)化的一條有潛力的途徑。通過(guò)反應(yīng)中水氧化產(chǎn)生的·OH自由基,能夠?qū)⒓淄榛罨癁榧谆杂苫?,并在反?yīng)位點(diǎn)上發(fā)生后續(xù)轉(zhuǎn)化過(guò)程。然而,在光驅(qū)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)甲烷到乙酸的直接轉(zhuǎn)化仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。主要瓶頸...
2023-08-29
無(wú)機(jī)離子是生物生命活動(dòng)所必須的元素,絕大多數(shù)生物需要金屬離子參與代謝,以維持生物的主要生理功能。當(dāng)生物暴露于高劑量或有毒的離子環(huán)境中,會(huì)激活基因、蛋白、亞細(xì)胞等多個(gè)尺度的解毒通路。其中,將金屬離子轉(zhuǎn)化為納米粒子是一種獨(dú)特的生物解毒策略,為材料組裝開辟了綠色通道。無(wú)機(jī)離子與有機(jī)生命相互作用是一種跨尺度體系,可視化金屬離子誘導(dǎo)的亞細(xì)胞演變規(guī)律和生物合成納米顆粒的3D分布仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大...
2023-07-16
甲烷在自然界有廣泛的來(lái)源(包括天然氣、頁(yè)巖氣、可燃冰等),是最清潔、最豐富的天然碳資源,將氣態(tài)甲烷轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品對(duì)于我國(guó)能源化工以及環(huán)境科學(xué)的發(fā)展均具有重要而深遠(yuǎn)的影響。光催化可在溫和的條件下,將甲烷的C-H鍵斷裂、活化,實(shí)現(xiàn)甲烷的直接轉(zhuǎn)化,因此得到了快速的發(fā)展和廣泛的關(guān)注。但是,針對(duì)光催化反應(yīng)中活性中間體,尤其是自由基的原位檢測(cè)手段依然欠缺。 圖1、原位光催化質(zhì)譜裝置示意圖 中國(guó)科學(xué)技術(shù)...