RSS Природные материалы Заметка

RSS Природные материалы

Nature Materials - это мультидисциплинарный журнал, призванный объединить передовые исследования во всем спектре материаловедения и технологий. Nature Materials охватывает все прикладные и фундаментальные аспекты синтеза/обработки, структуры/состава, свойств и характеристик материалов. Nature Materials предоставляет форум для развития общей идентичности среди материаловедов, поощряя исследователей пересекать установленные субдисциплинарные границы. Для достижения этой цели журнал Nature Materials использует междисциплинарный, комплексный и сбалансированный подход ко всем областям исследования материалов, способствуя обмену идеями между учеными, работающими в различных сообществах.

Трэд заметок

Операндомикроскопия для нейроморфного аппаратного обеспечения

Этот обзор подчеркивает современные методы изображения от электронной и рентгеновской до оптических техник для изучения динамики нейроморфных материалов, включая характеристику устройств в режиме реального времени.

Мемристивные устройства для памяти и вычислений

Абу Себастьян, известный исследователь-ученый в IBM Research в Цюрихе, беседует с Nature Materials об возможностях и проблемах мемристорных устройств для вычислений в памяти и их потенциале коммерциализации.

Режимы колебаний скольжения нитей определяют пик бозона и аномалии фононов в аморфных материалах

Струноподобные коллективные движения в неупорядоченных материалах приводят к возникновению характерных колебательных режимов, что дает микроскопическое объяснение пика бозона и его влияния на тепловые и механические свойства.

Экситонный крутящий момент вращения в магнитном полупроводнике

Отличная динамика магнонов наблюдается при высокой мощности возбуждающего насоса в двумерном антиферромагнитном полупроводнике CrSBr и объясняется взаимодействием между экситонами и намагниченностью.

Материальные аспекты мемристоров на наноуровне

Илья Валов, профессор Института электрохимии и энергетических систем Болгарской академии наук и исследовательского центра Юлиха, беседует с Nature Materials о взаимосвязи между наноразмерной структурой, составом, электрохимией и свойствами и функциональностью мемристоров.

Запутывания цепей позволяют регенерировать термоотверждаемые материалы с высокими характеристиками

Плотные ковалентные сети улучшают механические свойства в термореактивных материалах, но препятствуют их переработке. Стеклоподобные термореактивные материалы с несущей способностью, обусловленной запутыванием цепей, демонстрируют возможность разъединения механических свойств от плотности сшивки и обеспечивают возможность повторной переработки и регенерации.

Метаболический стимул мРНК-вакцин

Сшитые ионизируемые липиды позволяют липидным наночастицам мРНК метаболически перепрограммировать иммунные клетки для вызова сильных реакций вакцин, уменьшая воспалительные побочные эффекты.

Нанорегионы с полярностью позволяют получить большую спин-залльную проводимость в металлическом PtCoO2

Отмечается большой спиновый проводимость Холла для квазидвумерного металлического деляфоссита PtCoO2 и приписывается полярным искажениям решетки, которые нарушают инверсионную симметрию.

Бифазные биоэлектронные устройства, нечувствительные к деформациям, для прикрепления к влажным тканям, для физико-химического мониторинга и адаптивной терапии

Растяжимая, нечувствительная к деформациям биоэлектронная платформа на основе эластомера и гидрогеля позволяет одновременно осуществлять физическое обнаружение, химический мониторинг и нейромодуляцию для управления заболеваниями по замкнутой схеме у крыс с диабетом.

Растяжимая платформа с высоким коэффициентом заполнения на основе кремния и жидкого металла для многоуровневого визуального захвата и датчиков глубины

Высокоплотные растяжимые пиксельные электроники перспективны для роботизированного зрения следующего поколения. Интегрируя пиксели из монокристаллического кремния с тонкопаттерными жидкометаллическими соединениями на эластомерных подложках, реализуются система роботизированного зрения, вдохновленная человеческим глазом, и система беслинзового изображения, крепящаяся на коже, с многоуровневым визуальным захватом и глубинным датчиком.

Органические светодиодные транзисторы с сверхнизким напряжением и широкой боковой рекомбинацией с закрепленным потенциалом

Органические светодиодные транзисторы требуют большого рабочего напряжения и имеют узкую зону рекомбинации из-за неэффективного зарядного инжектирования. Включая в светоизлучающие полимеры усилитель транспорта ионов, органические светодиодные транзисторы могут работать при напряжении <3,5 В и иметь максимальную ширину зоны рекомбинации ~267 мкм.

Аккумуляторные минералы для нейронного подавления

Трифилит (LiFePO4), литийный минеральный катод батареи, включен в биоэлектронное устройство для контролируемой и локализованной доставки лития к нейронам, устанавливая точную стратегию для нейронной ингибции.

Высокая сопротивляемость ударным нагрузкам в высокоэнтропийном сплаве с термически стабильными иерархическими гетероструктурами

Разработаны высокоэнтропийные сплавы с гранецентрированной кубической структурой и гетероструктурой типа «ядро–оболочка», в оболочке которых равномерно распределены наноразмерные осадки и оксидные наночастицы. Иерархические микроструктуры термически стабильны до 1000 °C и обладают высокой вязкостью удара.

Повышение ионной проводимости эластомеров полielektrolitov с однокомпонентной проводимостью с помощью высокодиэлектрических пластификаторов

Полиеlectролитные эластомеры обеспечивают избирательный и безпоточный ионный транспорт, но страдают от низкой ионной проводимости. В различные полиеlectролитные эластомеры вводится твердотельный диэлектрический добавок, который увеличивает ионную проводимость в два порядка и сохраняет эластичность и безпоточные свойства.

Отслеживание микроструктуры и механического ответа

Характеристика структурной эволюции наряду с механическим поведением является сложной задачей для микро- и наноструктурированных материалов, подчеркивая необходимость развития методов характеризации in situ.

Механическая характеристика функциональных и архитектурных материалов in situ

Недавние достижения в методах микро- и наноразмерной механической характеристики in situ, оснащенных исключительным пространственным и временным разрешением, расширяют границы изучения функциональных материалов, свойства которых в значительной степени определяются их нано- и микромасштабными особенностями. Этот обзор представляет всесторонний обзор этих методов характеризации и подчеркивает их применение в низкоразмерных и архитектурных материалах.

Магнитоэлектрические микророботы для регенерации спинного мозга при травмах

Микророботы, изготовленные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека и магнитоэлектрических наночастиц, способствуют восстановлению повреждений и улучшению двигательных функций после травмы спинного мозга у зебрафиш и мышей под магнитным руководством и стимуляцией.

Упрочнение при деформации Ван-дер-Ваальса и большое равномерное натяжение в GaSe

Значительное упрочнение при деформации может быть спровоцировано в GaSe и других подобных халькогенидных монокристаллах при определенных направлениях нагрузки, наклонных к оси зоны [0001], посредством чередующегося скольжения между слоями. Этот механизм приводит к большой равномерной растяжению, превышающему 40%, при этом предельное растяжение превышает 70%.

Перестройка матрикса фибронектина модулирует активную нематическую динамику ракоассоциированных фибробластов

Фибробласты, ассоциированные с раком, и фибронектин образуют связанную активно-пассивную нематическую структуру, которая постепенно замерзает, создавая механически стабильный стромальный барьер.

УФ- и термически стабильные контакты с выбросом дырок с повышенной плотностью сборки для перовскитных солнечных элементов с обратной структурой

Ультрафиолетовое повреждение и термическая нестабильность самосборных монослойных плёнок препятствуют долговечности перовскитных солнечных элементов. Модификация пространственных единиц в этих слоях показала механизмы фотодеградации и термической деградации в неконъюгированных и конъюгированных структурах соответственно. Специально разработанные молекулы пространственных единиц могут обеспечить высокоэффективные и стабильные перовскитные солнечные элементы.

Обнаружение кросс-материальных катализаторов с помощью глубокого обучения

Фреймворк глубокого обучения объединяет знания из различных семей катализаторов для прогнозирования неисследованного класса катализаторов расщепления воды, раскрывая активный катализатор с одним атомом, который превосходит как классы материалов, использованные для обучения, так и прогнозируемые классы.

Аномальный эффект Холла в плоскости в низкомерной системе

Реализован управляемый затвором магнитизационно-обусловленный аномальный эффект Холла в плоскости в гетероструктуре с низкой симметрией TaIrTe4 и слоистым ферромагнитным изолятором Cr2Ge2Te6.

Наблюдение за синхронизацией экситонов

Колеблющееся электрическое поле, испускаемое экситонами в слоистых антиферромагнетиках, показывает, как квазичастицы синхронизируются в коллективную когерентность и демонстрирует, что сложный многопиковый спектр может возникнуть из одного экситонного резонанса, динамически модулируемого спиновой и решеточной возбуждениями.

Настройка кристаллических фаз катализаторов сплавов с высокой энтропией

Рост, управляемый шаблоном, открывает метастабильную стэковую симметрию и фазы кристаллов, которые можно настроить, в многокомпонентных сплавах, что позволяет повысить эффективность и долгосрочную стабильность в водном электролизе с мембраной для обмена протонов.

Исследование квантовой метрики трёхмерных топологических изоляторов

Квантовая метрика поверхностного конуса Дирака оказывается вкладывающей в нелинейное магнитосопротивление тонких пленок 3D топологического изолятора Sb2Te3.

Доставка базовых редакторов в лёгкие

Химически модульная платформа на основе аминокислот и ионизируемых липидов продвигает интратрахеальный липидно-наночастиный способ доставки редакторов РНК к эпителиальным клеткам дыхательных путей и исправляет генетическую мутацию при муковисцидозе.

Высокопроизводительное определение размера in situ и определение квантового выхода отдельных перовскитных нанокристаллов

Интерферометрическая микроскопия рассеяния в сочетании с фотолюминесцентной микроскопией позволяет быстро и с высокой производительностью анализировать размер и квантовый выход для тысяч перовскитных нанокубов на уровне отдельных частиц на протяжении всего их жизненного цикла.

Слой фотогальванического эффекта в двумерном антиферромагнетике с симметрией четности-времени

Слоисто-зависимый фототок продемонстрирован в двуслойном CrSBr, и его можно напрямую контролировать с помощью магнитной конфигурации.

Энергетическая петля для послесвеченной визуализации

Исследование после свечения, которое длится месяц и селективно деактивируется ферментами цитохрома P450 в здоровых тканях, достигает высокого отношения опухоли к печени при обнаружении печеночных опухолей в моделях мышей и кроликов.

Полностью оптический контроль над антиферромагнитными доменами посредством обратного оптического магнитоэлектрического эффекта

Демонстрируется полностью оптическое создание антиферромагнитных доменов с использованием обратного оптического магнитоэлектрического эффекта в ферротороидном LiNiPO4.

Память кристаллической фазы в метастабильных AlScN

Переключение между конкурирующими кристаллическими структурами в AlScN, управляемое электрическим полем, указывает на концепцию энергонезависимой памяти с замечательной стабильностью при повышенных температурах

Ультракомпактный многоуровневый вероятностный бит на основе кластера Sc2C2@C88 для матричной умножения

Наблюдается изменение проводимости в кластере Sc2C2@C88, управляемое электрическим полем и имеющее стохастический характер. С помощью этого кластера продемонстрировано умножение матриц-цепей двух матриц переходных состояний 4 × 4 с максимальной ошибкой менее 0,05.

Обнаружение линейного дихроизма с атомарным разрешением

Метод электронной линейной дихроизма использует спектроскопию потерь энергии электронов с зондом размером с атом и выбор передачи импульса вдоль двух ортогональных направлений для разрешения орбитальной оккупации в отдельных атомных столбцах в реальном пространстве.

Стратегии высокоточной вычислительной техники на основе мемристоров в аналоговых вычислениях в памяти для искусственного интеллекта

Шум и неидеальные характеристики на уровне устройства и схемы приводят к ошибкам в аналоговых вычислениях на основе мемристоров. Этот обзор разбирает источники вычислительных ошибок на уровне устройства, массива и системы на основе мемристоров, оценивает стратегии минимизации ошибок и рисует дорожную карту для крупномасштабного внедрения для ускорения приложений ИИ.

Двумерные магниты противостоят конкуренции мультиферроиков

Двухслойный 1T-CrTe2 нарушает временную обратимость и инверсионную симметрию в своем магнитном состоянии, что позволяет обеспечить сильную магнитоэлектрическую связь при комнатной температуре.

Направление серы без ее кристаллизации

Реальное время операндного рассеяния и спектроскопии раскрывают, как контролируемый беспорядок в сернистом полиакрилонитриле стабилизирует короткие цепочки серы, подавляет потерю полисульфидов и позволяет создавать высокообратимые литий-серные батареи.

Наблюдение за энергетическими материалами в действии

Измерения энергетических материалов в режиме операндо могут разрешить сложные электрохимические процессы, что приведет к глубокому механистическому пониманию.

Наблюдение когерентного излучения и распространения феррона

Когерентные ферроны (или волны поляризации), возбуждаемые сверхбыстрым лазерным источником в ферроэлектрических ван-дер-ваальсовых материалах, генерируют узкополосное терагерцевое излучение и распространяются униаксиально с длинными временами когерентности.

Наблюдение когерентности экситонов в магните Ван-дер-Ваальса с разрешением по полю

Целостная динамика экситонов в антиферромагнитном CrSBr изучается с помощью спектроскопии с разрешением в петаергц, раскрывая, как запечатленная лазером когерентность экситонов сохраняется после возбуждения и модулируется спином и модами решетки.

Эффекты интерфейса разблокируют необычную сверхпроводимость в сверхпроводнике из легких элементов

Гетероструктура, состоящая из трёхслойного галлия, расположенного между графеном и карбидом кремния, проявляет сверхпроводимость типа Айзинга, обусловленную квантовым ограничением и гибридизацией орбиталей на границе раздела. Этот сверхпроводник из лёгких элементов сохраняет свою сверхпроводимость под воздействием магнитных полей в плоскости, в три раза превышающих параплазмический предел обычных сверхпроводников.

Динамика фибриллярной адгезии определяет временные рамки механоответа ядра через виментиновый цитоскелет

Ядерная деформация и механо-сигнализация регулируются связыванием цитоскелета виментина с внеклеточным матриксом через фибриллярные адгезии, модулируя временные рамки механотрансдукции при снятии нагрузки.

Корреляции ионов объясняют кинетическую селективность в диффузионно-ограниченных твердофазных синтетических реакциях

Поперечные корреляции ионов имеют решающее значение для количественного объяснения появления промежуточных фаз и конечных дробей продукта во время синтеза порошка.

Акцепторы с узкой запрещенной зоной и низким энергетическим беспорядком достигают эффективности более 21% в органических солнечных элементах

Редкие акцепторы с узкой запрещенной зоной, минимальными энергетическими потерями и высокой плотностью тока короткого замыкания для органических солнечных элементов. Здесь разработанный акцептор, включенный в тройные смеси, обеспечивает низкие энергетические потери 0,486 эВ и высокую плотность тока короткого замыкания 28,82 мА·см−2, что приводит к сертифицированной эффективности 21,12% в органических солнечных элементах.

Оптическая наноскопия пространственно-временной кооперативности удаления металла на уровне отдельных ионов и субчастиц

Сложные связанные ионно-электронные интерфейсные процессы плохо поняты, но имеют решающее значение для динамики батареи. Здесь представлена оптическая наноскопия локализации ионов, которая позволяет получать изображения отдельных ионов с пространственным разрешением 50 нм и временным разрешением 20 мс на уровне отдельных частиц, и используется для наблюдения кооперативности выщелачивания металла на цинковых анодах.

Чтобы биопечатать морфогенные органоиды, необходимо расслабиться и успокоиться

Высокопроизводительное и контролируемое создание органоидов достигается путем объединения 3D биопечати, матричной биохимии и расслабления напряжений в упакованных частицах гидрогеля.