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        材料研究

        2017-12-29 05:03:13
        科學(xué)中國人 2017年29期
        關(guān)鍵詞:壓電薄膜納米

        材料研究

        新型人工反鐵磁體

        中科大與中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心雙聘研究員吳文彬所在團(tuán)隊(duì)制備出基于全氧化物外延體系的人工反鐵磁體,觀察到隨外加磁場(chǎng)清晰的具有層分辨的分步磁化翻轉(zhuǎn)模式,研究論文發(fā)表于《科學(xué)》。人工反鐵磁體具有巨磁阻效應(yīng),應(yīng)用于商業(yè)磁存儲(chǔ)等領(lǐng)域,但是制備全氧化物反鐵磁體非常困難。針對(duì)人工反鐵磁體材料、物理和器件的研究多集中于過渡金屬及其合金材料;過渡金屬氧化物作為另一大類材料體系,因其高溫超導(dǎo)、龐磁電阻、磁電耦合、鐵電極化以及離子電導(dǎo)等一系列物理和化學(xué)效應(yīng),已成為廣為關(guān)注的對(duì)象。首次制備的基于全氧化物外延體系的人工反鐵磁體,對(duì)氧化物自旋電子學(xué)的發(fā)展起到推動(dòng)作用。

        多層LCMO_CRTO中的AF-IEC

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        二維材料中卸壓致超導(dǎo)增強(qiáng)的現(xiàn)象

        北京高壓科學(xué)研究中心的陳斌研究員團(tuán)隊(duì)在二維材料硒化銦發(fā)現(xiàn)了卸壓致超導(dǎo)增強(qiáng)的現(xiàn)象,研究論文發(fā)表于《先進(jìn)材料》。如何保留高壓誘導(dǎo)的超導(dǎo)現(xiàn)象到室壓條件下是一個(gè)難題,因?yàn)橹挥邪褖毫φT導(dǎo)的超導(dǎo),高溫超導(dǎo)現(xiàn)象保留到室壓條件才能實(shí)現(xiàn)其實(shí)際意義上的應(yīng)用。在二維材料硒化銦中,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了壓力誘導(dǎo)的超導(dǎo)行為在降壓過程中反而增強(qiáng)的現(xiàn)象,超導(dǎo)溫度比升壓過程中的高了近一倍,并且維持到了很低的壓力。該研究在卸壓過程中發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)增強(qiáng)的現(xiàn)象,說明在通常的壓力誘導(dǎo)的超導(dǎo)現(xiàn)象中,超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度會(huì)伴隨壓力的卸除而逐漸消失。

        嗜鹽古菌合成生物相容性良好的多樣性生物醫(yī)學(xué)材料

        中國科學(xué)院微生物所向華研究組在利用微生物合成生物醫(yī)學(xué)材料方面取得新進(jìn)展,相關(guān)論文發(fā)表于《生物材料》。地中海富鹽菌可利用多種廉價(jià)碳源高效合成3HV單體比例恒定的生物可降解塑料PHBHV,并可采用水提法方便地提取,因此具有重要的工業(yè)開發(fā)潛力。針對(duì)該菌合成PHBHV種類較單一的問題,研究團(tuán)隊(duì)以該菌為細(xì)胞工廠,通過發(fā)酵工程技術(shù)合成了具有不同單體聚合方式的系列R-PHBHV和O-PHBHV。嗜鹽微生物合成的PHBHV具有多樣化的降解速度和良好的生物相容性,暗示這類材料將在不同的生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,如在疤痕愈合、軟骨修復(fù)、神經(jīng)修復(fù)等。

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        東南大學(xué)熊仁根教授團(tuán)隊(duì)、游雨蒙教授課題組與合作者在分子鐵電、壓電材料領(lǐng)域的重要研究進(jìn)展發(fā)表于《科學(xué)》。具有壓電性的材料也就被稱作為壓電材料,壓電性就是材料在受擠壓或拉伸時(shí)可以產(chǎn)生電,或在材料兩段施加電壓后材料伸長或縮短的特性。研究團(tuán)隊(duì)從提升鐵電極軸數(shù)量入手、利用相變前后對(duì)稱性的巨大變化,發(fā)現(xiàn)了一類具有優(yōu)異壓電性能的分子鐵電材料。這種新型分子鐵電材料不但秉承了分子材料的優(yōu)勢(shì),在壓電性能上也達(dá)到了傳統(tǒng)壓電陶瓷的水平。這種具有優(yōu)良?jí)弘娞匦缘姆肿予F電材料將會(huì)使計(jì)算機(jī)芯片的體積進(jìn)一步縮小,使能像紙張一樣折疊彎曲的心率計(jì)、b超機(jī)成為可能,或者利用衣物的彎折對(duì)手機(jī)充電。

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        新材料鐵電性及相關(guān)性質(zhì)

        可拉伸襯底結(jié)構(gòu)色研究進(jìn)展

        中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所微細(xì)加工光學(xué)技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)將聚二甲基環(huán)氧烷作為可拉伸襯底引入到傳統(tǒng)等離子體結(jié)構(gòu)中來構(gòu)建動(dòng)態(tài)可調(diào)的結(jié)構(gòu)色,研究論文發(fā)表于《先進(jìn)光學(xué)材料》。相較于傳統(tǒng)亞毫米級(jí)尺寸結(jié)構(gòu)色器件,研究者通過干涉曝光技術(shù)、PDMS嵌套保護(hù)等優(yōu)勢(shì)技術(shù)制備出晶片尺寸的實(shí)驗(yàn)器件。在宏觀光學(xué)(正入射)測(cè)試條件下,該納米結(jié)構(gòu)復(fù)合體系中的共振機(jī)制能產(chǎn)生高純度結(jié)構(gòu)色,且在PDMS襯底拉伸過程中,器件所呈現(xiàn)出的色彩可從綠色變化到紫紅色。此外,復(fù)合體系結(jié)構(gòu)中的物理機(jī)制也得到了進(jìn)一步分析。這種基于可拉伸襯底的結(jié)構(gòu)色在快速心率監(jiān)測(cè)、生物傳感、力學(xué)測(cè)量方面具有潛在優(yōu)勢(shì)。

        “不知疲倦”的仿生智能薄膜

        華東師范大學(xué)張利東研究員與中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)工所杜學(xué)敏等合作,設(shè)計(jì)出了一種“不知疲倦”、快速響應(yīng)的聚合物智能薄膜,研究論文發(fā)表于《先進(jìn)材料》。新的復(fù)合薄膜通過材料選擇與陣列化通道設(shè)計(jì),薄膜在丙酮的蒸汽氛圍中,會(huì)“不知疲倦”翩然起舞,并可以將薄膜卷曲成各種可控復(fù)雜結(jié)構(gòu)。這是由于溶劑分子在薄膜中實(shí)現(xiàn)了差異化溶脹,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)薄膜發(fā)生復(fù)雜形變運(yùn)動(dòng)。該智能薄膜經(jīng)過溶劑氛圍數(shù)天的反復(fù)刺激,仍然保持著優(yōu)異的機(jī)械性能。該薄膜可通過不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)定向運(yùn)動(dòng),因此,可以用于監(jiān)控空氣中的丙酮濃度。此外,還可以用于驅(qū)動(dòng)其他材料、器件運(yùn)動(dòng)等應(yīng)用。

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