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RSS Matériaux Naturels

Nature Materials est une revue multidisciplinaire qui vise à réunir les recherches de pointe dans tout le spectre des sciences et technologies des matériaux. Nature Materials couvre tous les aspects fondamentaux et appliqués de la synthèse/traitement, de la structure/composition, des propriétés et des performances des matériaux. Nature Materials offre un forum pour le développement d'une identité commune parmi les scientifiques des matériaux tout en encourageant les chercheurs à franchir les lignes établies des sous-disciplines. Pour atteindre cela, Nature Materials adopte une approche interdisciplinaire, intégrée et équilibrée pour toutes les recherches sur les matériaux, tout en facilitant l'échange d'idées entre les scientifiques impliqués dans différentes communautés.

Fil de notes

Un couple redox formel FeIII/V dans une électrode d'intercalation

Un mécanisme redox FeIII/V dans Li4FeSbO6 lors de la délithiation, sans formation de FeIV ni d'oxygène, avec une résistance au vieillissement, un potentiel de fonctionnement élevé et une faible hystérésis de tension, est démontré, avec des implications pour les applications haute tension à base de fer.

Ouvrir la voie aux alternatives au PEG

Remplacer les PEG-lipides traditionnels dans les formulations de nanoparticules lipidiques par des conjugués polymère zwitterionique-lipide et polymère brosse-lipide offre une meilleure délivrance intracellulaire et une immunogénicité réduite, ce qui en fait des alternatives prometteuses aux nanoparticules pégylées.

Conception basée sur la mémoire immunitaire pour contrer l'immunogénicité du PEG

L'émergence des nanoparticules lipidiques en tant que vecteurs d'administration d'acides nucléiques a révolutionné la médecine, les lipides polyéthylène glycol (PEG) jouant un rôle crucial dans la formation des particules et leur devenir in vivo. Cependant, le PEG a été associé à des réponses immunitaires pouvant provoquer des effets secondaires et empêcher l'administration répétée, et des alternatives au PEG sont désormais en cours de développement. Nous soutenons ici que, plutôt que de se concentrer sur le remplacement du PEG, le domaine devrait donner la priorité à la conception autour de la mémoire immunitaire préexistante.

Électrolyte solide grenat modifié à la zircone aux joints de grains

Les électrolytes LLZO de type grenat sont considérés comme parmi les électrolytes à l'état solide les plus prometteurs pour les batteries tout-solide ; cependant, de nombreux défis doivent être relevés avant leur intégration dans une cellule. En précipitant de l'oxyde de zirconium amorphe sur les joints de grains, une conductivité ionique accrue est observée et la croissance des dendrites est supprimée.

Synthèse rapide d'alliages à haute entropie subnanométriques avec une durabilité ultra-élevée

Une méthode de synthèse médiée par le plasmon induit par laser est développée pour préparer des alliages à haute entropie subnanométriques, et quelques-uns de ces alliages présentent une grande stabilité pour la dissociation de l'eau dans les électrolyseurs à membrane échangeuse de protons, fonctionnant à 2 A cm−2 pendant plus de 1 200 h.

Fusion de surface ultrarapide de l'ordre orbital dans La0.5Sr1.5MnO4

La diffusion de rayons X de surface résolue en temps est utilisée pour étudier comment la lumière manipule l'ordre orbital à la surface d'une manganite. On constate que la lumière femtoseconde génère un désordre atomique incohérent sur une échelle de temps ultrarapide, ce qui est cohérent avec la localisation des polarons.

Multiples voies de congélation-fusion de la glace de haute densité à travers la phase glace XXI à température ambiante

Plusieurs voies de congélation-fusion de la glace VI sont trouvées à température ambiante, se produisant via les phases glace XXI et glace VII. L'eau surcompressée évolue structurellement de l'eau de haute densité à l'eau de très haute densité.

Utiliser la lumière pour imprimer des oxydes métalliques

Une technologie d'impression plasmonique est développée pour permettre la fabrication rapide, à température ambiante et évolutive de transistors et de circuits à couches minces entièrement en oxyde métallique.

Photoconductance géante aux interfaces nickelate/SrTiO3 à couche infinie via un gaz d'électrons à haute mobilité induit par la lumière

L'état électronique fondamental d'une interface d'oxyde corrélé est commuté de manière réversible par la lumière. Issu de reconstructions interfaciales, du confinement électrostatique et du photodopage, cet effet ouvre la voie à l'ingénierie de la réponse optique des oxydes.

Morphogenèse à cliquetis reprogrammable dans des méta-unités en grappes de rubans à l'aide d'énergie élastique stockée

Les méta-unités de grappes de rubans en forme de lanterne exploitent l'énergie élastique stockée pour obtenir plus de 13 morphologies de claquage volumétrique distinctes, avec des applications potentielles en robotique souple, en dispositifs déployables et en logique mécanique.

Transition de Mott relativiste dans les tétracouches de WSe2 torsadées

Les auteurs présentent des mesures de magnétotransport du WSe2 tétracouche, qui sert de simulateur pour la physique des fermions de Dirac corrélés. Ils ajustent les interactions à l'aide de l'angle de torsion et du champ électrique, ce qui entraîne une transition semi-métal–isolant de Mott.

Aperçus quantitatifs et mécanistiques de la dynamique des protons pour le stockage rapide de l'énergie

Les contributions du transport protonique véhiculaire et structurel sont quantifiées dans les électrolytes à acide phosphorique, en reliant la diffusion structurelle aux liaisons hydrogène. Le modèle de conductivité dérivé guide les tendances de conductivité de l'électrolyte et identifie 5,8 M pour les batteries à basse température.

Alliage amorphe à changement de phase avec absence de dérive de résistance

La dérive de résistance, également connue sous le nom de changement temporel de la résistance électrique, entrave l'application des matériaux à changement de phase pour le calcul neuromorphique. Ici, un film mince amorphe de CrTe3 sans dérive de résistance dans la plage de température de travail de −200 °C à 165 °C est rapporté.

Suppression de la formation de dimères de PCBM dans les cellules solaires à pérovskite inversées

Les auteurs développent un dopant moléculaire pour éviter la dimérisation du matériau sélectif d'électrons, le phényl-C61-butyrate de méthyle, ce qui entraîne une stabilité et une efficacité améliorées dans les cellules solaires pérovskites inversées.

Entrer dans l'ère des matériaux protéiques de conception

Les outils génératifs basés sur l'apprentissage profond sont utilisés pour concevoir des blocs de construction protéiques avec des interactions de liaison protéique directionnelles bien définies, permettant la génération d'une variété d'assemblages protéiques évolutifs à partir d'un petit ensemble de sous-unités réutilisables.

Aperçus mécaniques des matériaux fonctionnels

Nos connaissances sur le comportement de déformation des matériaux fonctionnels repoussent les frontières de la mécanique, éclairent les stratégies de conception et permettent une fabrication évolutive.

Grande déformation linéaire à haute fréquence par des nanorégions polaires monocliniques imbriquées

Des progrès ont été réalisés dans les piézoélectriques à couches minces ; cependant, la linéarité de la déformation induite par le champ électrique avec la fréquence et la température nécessite encore des améliorations. Ici, en cultivant des nanorégions polaires monocliniques et tétragonales imbriquées dans des couches minces de (K,Na)NbO3, des déformations hautement linéaires allant jusqu'à 1,1 % sont rapportées à des fréquences allant jusqu'à 105 Hz.

Libération mécanique des bulles de polarisation dans les ferroélectriques de van der Waals

Les structures topologiques polaires sphériques présentent un intérêt car elles pourraient permettre des applications de mémoire à haute densité ; cependant, la formation de telles textures nécessite des superréseaux avec des conditions aux limites délicatement équilibrées pour se former. Ici, on constate que ces textures peuvent se former dans du CuInP2S6 autoportant, et que la force mécanique peut générer des domaines à haute densité.

Phases de pérovskite stabilisées permettant des cellules solaires à triple jonction pérovskite/pérovskite/silicium efficaces

Pour résoudre le problème d'instabilité de phase des pérovskites, l'acide propionique d'ammonium est introduit pour améliorer la stabilité de phase des deux couches de pérovskite dans les cellules solaires à triple jonction pérovskite/pérovskite/silicium, ce qui se traduit par une amélioration de l'efficacité et de la reproductibilité.

Intégration de contraintes structurelles dans un modèle génératif pour la découverte de matériaux quantiques

Ce travail présente SCIGEN, un cadre d'apprentissage automatique intégrant des contraintes géométriques dans la génération de matériaux. Le cadre permet la découverte de candidats matériaux quantiques stables, et les auteurs synthétisent deux matériaux magnétiques prédits.

Le rêve devient réalité

La photoémission femtoseconde retardée d'un nanotube de carbone à paroi simple permet d'obtenir des faisceaux d'électrons pulsés avec une combinaison sans précédent de durée d'impulsion et d'étalement énergétique.

Imagerie de la luminescence moléculaire pour les applications biomédicales

Cette revue traite des avancées récentes concernant les matériaux à luminescence persistante pour les applications biomédicales, les modalités d'imagerie distinctes que ces agents permettent et les stratégies visant à optimiser leurs propriétés pour améliorer le diagnostic et les thérapies des maladies.

Raffermissement tissulaire in situ comme modèle de lésion et de maladie pulmonaire précoce

Le remodelage et la densification de la matrice extracellulaire sont des caractéristiques de la fibrose qui ont été difficiles à étudier ex vivo. Il a maintenant été démontré que la réticulation de la dityrosine induite par la lumière visible des protéines matricielles natives dans les tissus pulmonaires viables reproduit le durcissement local qui caractérise les lésions pulmonaires précoces. Ce durcissement a conduit à une différenciation anormale des cellules épithéliales alvéolaires, à la mécanosensibilité et au dépôt de protéines naissantes.

Lumière térahertz confinée à l'échelle nanométrique avec des dichalcogénures de hafnium

La technologie térahertz a le potentiel de repousser la limite de vitesse des futures applications optoélectroniques, mais la grande longueur d'onde en espace libre de la lumière térahertz entrave la mise en œuvre de dispositifs à l'échelle nanométrique. Désormais, le confinement de la lumière térahertz à l'échelle nanométrique est démontré à l'aide de polaritons phononiques dans des cristaux de van der Waals à base de hafnium.

Flexoélectricité de streaming dans la glace saline

En dopant la glace avec du NaCl, il est démontré qu'un coefficient flexoélectrique allant jusqu'à 10 μC m−1 est généré, ce qui permet d'obtenir des coefficients piézoélectriques efficaces comparables à ceux des céramiques. Cela provient du courant de streaming de l'écoulement quasi-liquide à travers les joints de grains d'un côté à l'autre de l'échantillon.

Le sel transforme la glace en un matériau flexoélectrique puissant

Le réseau de saumure dans la glace de mer commune amplifie sa réponse flexoélectrique de trois ordres de grandeur, égalant les piézoélectriques de haute qualité et indiquant des collecteurs d'énergie rentables pour les environnements froids.

Vers des circuits intégrés à ondes de spin

En s'inspirant de la conception des fibres optiques, l'implantation ionique permet le guidage des ondes de spin par contraste d'indice, ouvrant de nouvelles opportunités dans le calcul basé sur les ondes.

La frustration au microscope

En ajustant et en cartographiant les courants de Josephson à l'échelle atomique, les chercheurs ont découvert comment les phases supraconductrices concurrentes dans FeSe interfèrent, révélant les empreintes de l'appariement d'ondes s± et du couplage de Josephson frustré.

Comportement de phase réentrante des semi-conducteurs organiques

Des éclaircissements sur la relation composition-comportement dans les matériaux photovoltaïques organiques sont nécessaires. Ici, le comportement de phase des mélanges désordonnés polymère:accepteur de petites molécules est étudié et un modèle étendu est invoqué pour comprendre les diagrammes température-composition.

Ingénierie moléculaire de couches interfaciales bidimensionnelles de polyamides pour batteries lithium-métal sans anode

Les couches interfaciales bidimensionnelles de polyamide/Nafion lithié assemblées en feuilles ultra-minces présentent un placage/déplacage de lithium à haut débit et à haute capacité, ainsi que des densités d'énergie et de puissance élevées, permettant la fabrication de batteries au lithium métal sans anode haute performance.

Le photoréticulation localisée de la matrice tissulaire native régule la mécanosensibilité et la fonction des cellules épithéliales pulmonaires

En utilisant la réticulation induite par la lumière visible, une approche de rigidification locale est développée pour le tissu pulmonaire de souris et humain ex vivo en tant que modèle précoce de lésion pulmonaire, orientant la mécanosensibilité, la différenciation et le dépôt de protéines naissantes des cellules épithéliales.

Accélérer le développement d'émetteurs hétéroaromatiques polycycliques avec de faibles écarts d'énergie singulet-triplet

Un modèle physique simple basé sur les interactions électroniques entre configurations excitées permet de prédire rapidement et de manière fiable les écarts d'énergie singulet-triplet dans les émetteurs hétéroaromatiques polycycliques. Guidés par ce modèle, des émetteurs organiques avec de petits écarts d'énergie singulet-triplet peuvent être conçus pour des applications dans les diodes électroluminescentes organiques avec un rendement élevé et une pureté des couleurs.

Peptide codant pour l’administration sélective d’ARNm par un organe

La délivrance de machineries d'édition d'ARN messager (ARNm) ou de gènes spécifiques à un tissu est réalisée grâce à des nanoparticules lipidiques contenant des peptides avec des séquences spécifiques. Ces séquences ajustent la couronne protéique des particules par l'optimisation mécanique des affinités de liaison peptide-protéine.

Délivrance d'ARNm spécifique aux tissus et édition principale avec des nanoparticules lipidiques ionisables-peptide

"Les lipides ionisables peptidiques contenant des acides aminés et des groupes fonctionnels spécifiques permettent de créer des nanoparticules lipidiques capables de délivrer de l'ARNm et des systèmes d'édition "prime" de manière spécifique à un tissu, ce qui peut être utile pour des thérapies avancées basées sur l'ARNm."

Rubans nanométriques de phosphore noir pour des transistors et des photodétecteurs haute performance

L'exfoliation sonochimique de cristaux de phosphore noir avec un paramètre de réseau légèrement élargi le long de la direction armchair produit des nanorubans de phosphore noir (BPNRs) étroits avec une chiralité de bord bien définie, avec un rendement allant jusqu'à 95 %. Les performances élevées des transistors et des photodétecteurs fabriqués avec ces BPNRs démontrent le potentiel des BPNRs pour les applications électroniques et optoélectroniques.