RSS 自然材料 关注 Nature Materials是一个多学科期刊,旨在将材料科学和技术领域的尖端研究汇集在一起。Nature Materials涵盖了材料的合成/加工、结构/组成、性能和性能等所有应用和基础方面。Nature Materials为材料科学家们提供了一个共同身份的平台,同时鼓励研究人员跨越已确立的次学科界限。为实现这一目标,Nature Materials对材料研究的所有领域都采取了一个跨学科、综合和平衡的方法,同时促进了不同研究社区科学家们之间的思想交流。 RSS nature.com Nature Materials nature.com
神经形态硬件的鳝显微镜 本综述重点介绍了从电子和 X 射线到光学技术的先进成像方法,用于探测神经形态材料的动力学行为,包括器件的原位表征。 Operando microscopy for neuromorphic hardware nature.com
用于存储和计算的记忆装置 IBM 苏黎世研究实验室杰出研究员 Abu Sebastian 在《Nature Materials》上就忆阻器件在存内计算中的机遇与挑战及其商业化潜力进行了讨论。 Memristive devices for memory and computing nature.com
“弦滑动”振动模式支配非晶材料中的玻色峰和声子反常现象 无序材料中的类弦集体运动被证明会产生特征振动模式,从而为玻色峰及其对热学和力学性能的影响提供了微观解释。 String-sliding vibrational modes govern the boson peak and phonon anomalies in amorphous materials nature.com
纳米尺度上忆阻器的材料考虑 伊利亚·瓦洛夫(Ilia Valov),保加利亚科学院电化学与能源系统研究所及于利希研究中心教授,在《自然·材料》杂志上就忆阻器的纳米结构、成分、电化学与其性能及功能之间的关系进行了讨论。 Material considerations of memristors at the nanoscale nature.com
链缠结实现高性能热固体的再生 致密共价网络可提升热固性材料的力学性能,但会阻碍其可回收性。本文展示了具有承载能力的玻璃态热固性材料,其承载能力源于链缠结,从而将力学性能与交联密度解耦,并实现了再加工与再生。 Chain entanglements enable regeneration of high-performance thermosets nature.com
磁性半导体中的激子自旋扭矩 在高激发泵浦功率下,二维反铁磁半导体 CrSBr 中观察到独特的磁振子动力学,这归因于激子与磁化强度之间的相互作用。 Excitonic spin torque in a magnetic semiconductor nature.com
作者更正:具有增强组装密度的紫外和热稳定空穴选择性接触,用于倒置钙钛矿太阳能电池 Author Correction: UV and thermally stable hole-selective contacts with enhanced assembly density for inverted perovskite solar cells nature.com
mRNA疫苗的新陈代谢提升 交联可电离脂质使 mRNA 脂质纳米颗粒能够代谢重编程免疫细胞,从而引发强烈的疫苗反应,同时降低炎症副作用。 A metabolic boost to mRNA vaccines nature.com
极性纳米区域使金属PtCoO2具有大自旋霍尔导率 准二维金属德拉福斯石PtCoO2被报道具有大的自旋霍尔电导率,并归因于破坏反演对称性的极性晶格畸变。 Polar nano-regions enable large spin Hall conductivity in metallic PtCoO2 nature.com
应变不敏感湿组织粘合双相生物电子器件用于理化监测与自适应治疗 一种可拉伸、应变不敏感的弹性体 - 水凝胶生物电子平台,实现了物理传感、化学监测与神经调控的同步进行,从而在糖尿病大鼠中实现闭环疾病管理。 Strain-insensitive wet-tissue-adhesive biphasic bioelectronics for physicochemical monitoring and adaptive therapy nature.com
用于多级视觉获取与深度感知的可拉伸高填充因子硅 - 液态金属平台 高密度可拉伸像素化电子器件有望应用于下一代机器人视觉。通过将单晶硅像素与在弹性基底上精细图案化的液态金属互连相结合,实现了受人类眼睛启发的机器人视觉系统,以及具备多尺度视觉采集和深度感知功能的皮肤可佩戴无透镜成像系统。 Stretchable high-fill-factor silicon–liquid metal platform for multilevel visual acquisition and depth sensing nature.com
具有钉扎和宽横向复合特性的超低电压电化学有机发光晶体管 有机发光晶体管由于电荷注入效率低下,需要较大的工作电压并表现出较窄的复合区。通过在发光聚合物中引入离子传输增强剂,实现了工作电压低于3.5伏且最大复合区宽度约为267微米的有机发光晶体管。 Ultralow-voltage electrochemical organic light-emitting transistors with pinned and wide lateral recombination nature.com
作者更正:反钙钛矿 Ag8SnSe6 中极端的声子非谐性支撑了超离子扩散与超低热导率 Author Correction: Extreme phonon anharmonicity underpins superionic diffusion and ultralow thermal conductivity in argyrodite Ag8SnSe6 nature.com
高熵合金中热稳定分级异质结构的高抗冲击性 开发了具有核壳异质结构的面心立方高熵合金,其壳层中均匀分布着纳米级析出相和氧化物纳米颗粒。这种分级微观结构在高达 1,000 °C 的温度下仍具有热稳定性,并表现出高冲击韧性。 High impact resistance in a high-entropy alloy with thermally stable hierachical heterostructures nature.com
用于神经抑制的电池矿物 三叶石(LiFePO4),一种锂矿物电池正极材料,被整合到生物电子设备中,以实现对神经元的有控制和局部的锂离子递送,建立了一种神经抑制的精确策略。 Battery minerals for neural inhibition nature.com
通过高介电常数增塑剂提升单离子导电聚电解质弹性体的离子电导率 聚电解质弹性体支持选择性且无泄漏的离子传输,但存在离子电导率低的缺陷。将固态介电添加剂引入多种聚电解质弹性体中,可使离子电导率提高两个数量级,同时保持其弹性和无泄漏特性。 Boosting ionic conductivity of single-ion conductive polyelectrolyte elastomers via high-dielectric plasticizers nature.com
追踪微观结构与力学响应 表征微纳结构材料的结构演化及其力学行为具有挑战性,这凸显了发展原位表征技术的必要性。 Tracking microstructure and mechanical response nature.com
功能材料与 architected 材料的原位力学表征 原位微纳尺度力学表征技术的最新进展,凭借其卓越的空间和时间分辨率,正在拓展功能材料研究的边界,而这类材料的性能在很大程度上由其微纳尺度特征所决定。本综述全面概述了这些表征方法,并重点介绍了其在低维材料和 architected 材料中的应用。 In situ mechanical characterization of functional and architected materials nature.com
用于脊髓损伤再生的磁电微机器人 由人诱导多能干细胞和磁电纳米颗粒制成的微机器人在磁场引导和刺激下,促进斑马鱼和小鼠脊髓损伤后的病灶修复及运动功能改善。 Magnetoelectric microrobots for spinal cord injury regeneration nature.com
GaSe 中的范德华应变硬化与大均匀拉伸延伸率 在 GaSe 及其他类似的硫族元素单晶中,通过在相对于 [0001] 区轴倾斜的特定加载方向下交替进行层间滑移,可触发显著的应变硬化。该机制导致大范围的均匀拉伸延伸率超过 40%,且极限拉伸延伸率超过 70%。 Van der Waals strain hardening and large uniform tensile elongation in GaSe nature.com
纤连蛋白基质重塑调节癌症相关成纤维细胞的主动向列动力学 癌症相关成纤维细胞与纤连蛋白形成一种耦合的主动 - 被动向列相,该结构逐渐冻结,从而构建出一个机械稳定的基质屏障。 Fibronectin matrix remodelling modulates the active nematic dynamics of cancer-associated fibroblasts nature.com
具有增强组装密度的紫外和热稳定空穴选择性接触,用于倒置钙钛矿太阳能电池 紫外光损伤和自组装单层的热不稳定性阻碍了钙钛矿太阳能电池的耐久性。通过修饰这些单层中的间隔单元,分别揭示了非共轭结构和共轭结构中的光降解与热降解机制。专门设计的间隔分子可实现高效且稳定的钙钛矿太阳能电池。 UV and thermally stable hole-selective contacts with enhanced assembly density for inverted perovskite solar cells nature.com
通过深度学习发现跨材料催化剂 一个深度学习框架整合了不同催化剂家族的知识,以预测一类尚未探索的水分解催化剂,揭示了一种活性单原子催化剂,其性能超越了训练集和预测材料类别。 Cross-material catalyst discovery via deep learning nature.com
低维系统中的面内异常霍尔效应 在低对称性异质结 TaIrTe4 与层状铁磁绝缘体 Cr2Ge2Te6 中实现了门可调的磁化驱动面内反常霍尔效应。 In-plane anomalous Hall effect in a low-dimensional system nature.com
观察激子同步 层状反铁磁体中激子发射的振荡电场揭示了准粒子如何同步形成集体相干性,并表明复杂的多峰谱可由单个激子共振产生,该共振由自旋和晶格激发进行动态调制。 Watching excitons synchronize nature.com
高熵合金催化剂晶相的定制 模板导向生长解锁了多组分合金中的亚稳态堆叠对称性和可调控晶体相,从而提升了质子交换膜水电解的效率与长期稳定性。 Tailoring crystal phases of high-entropy alloy catalysts nature.com
将基础编辑器送入肺部 一种基于氨基酸的化学模块化可电离脂质平台,推进了 RNA 碱基编辑器通过气管内脂质纳米颗粒递送至气道上皮,并纠正了囊性纤维化中的基因突变。 Delivering base editors to the lungs nature.com
探测三维拓扑绝缘体的量子度规 量子度量在表面Dirac锥体中被发现对三维拓扑绝缘体Sb2Te3薄膜的非线性磁阻产生了贡献。 Probing the quantum metric of 3D topological insulators nature.com
单个钙钛矿纳米晶的高通量原位尺寸测定与量子产率测定 干涉散射显微镜结合光致发光成像,实现了对数千个钙钛矿纳米立方体在其整个生命周期内单粒子水平的尺寸和量子产率进行快速高通量筛选。 High-throughput in situ sizing and quantum yield determination of individual perovskite nanocrystals nature.com
更正:自旋 1 三角晶格中两磁子束缚态的玻色 - 爱因斯坦凝聚 Author Correction: Bose–Einstein condensation of a two-magnon bound state in a spin-1 triangular lattice nature.com
二维反铁磁体中的层状光伏效应与宇称 - 时间对称性 在双层 CrSBr 中演示了层依赖的光电流,并且该光电流可直接由磁构型进行调控。 Layer photovoltaic effect in a two-dimensional antiferromagnet with parity–time symmetry nature.com
余辉成像的能量环 一种在健康组织中通过细胞色素 P450 酶选择性失活的持续一个月余的荧光探针,在鼠和兔模型中实现了肝脏肿瘤的高肿瘤 - 肝脏比值检测。 Energy loop for afterglow imaging nature.com
通过逆光电磁效应实现反铁磁畴的全光控制 利用铁旋电体 LiNiPO4 中的逆光电磁电效应实现反铁磁畴的全光写入得到了演示。 All-optical control of antiferromagnetic domains via an inverse optical magnetoelectric effect nature.com
亚稳态AlScN中的晶相存储 电场驱动 AlScN 中竞争晶体结构之间的切换,指向一种在 elevated 温度下具有卓越稳定性的非易失性存储概念。 Crystal-phase memory in metastable AlScN nature.com
基于 Sc2C2@C88 簇的超紧凑多级概率比特,用于矩阵乘法 观察到电场可控的 Sc2C2@C88 团簇中多个电导态的随机转变。利用该团簇演示了 4×4 状态转移矩阵的矩阵链乘法,最大误差小于 0.05。 A Sc2C2@C88-cluster-based ultra-compact multilevel probabilistic bit for matrix multiplication nature.com
以原子分辨率检测线性二色性 电子线性二色性方法利用原子尺度探针的电子能量损失谱,并通过沿两个正交方向的动量转移选择,在实空间分辨单个原子列的轨道占据情况。 Detecting linear dichroism with atomic resolution nature.com
面向人工智能的存内高精度忆阻器模拟计算策略 器件与电路层面的噪声及非理想特性导致基于忆阻器的模拟计算出现误差。本综述剖析了从忆阻器器件、阵列到系统层面的计算误差来源,评估了最小化误差的策略,并为大规模部署绘制路线图,以加速人工智能应用。 Strategies of high-accuracy memristor-based analogue computing in memory for artificial intelligence nature.com
二维磁性材料在多铁性竞争中崭露头角 双层 1T-CrTe2 在其磁性状态下打破了时间反演和空间反演对称性,从而在室温下实现了强磁电耦合。 Two-dimensional magnets stack up against multiferroic competition nature.com
引导硫磺而不使其结晶 实时原位散射与光谱学揭示了硫化聚丙烯腈中可控无序结构如何稳定短硫链、抑制多硫化物损失,从而实现高可逆性的锂硫电池。 Guiding sulfur without crystallizing it nature.com
观测相干铁子发射与传播 由超快激光源驱动的相干铁子(或极化波)在铁电范德华材料中产生窄带太赫兹辐射,并沿单轴方向传播,具有较长的相干时间。 Observation of coherent ferron emission and propagation nature.com
范德华磁体中激子相干的场分辨观测 通过拍赫兹场分辨光谱研究了反铁磁 CrSBr 中的相干激子动力学,揭示了激光印制的激子相干性如何在激发后持续存在,并受到自旋和晶格模式的调制。 Field-resolved observation of exciton coherence in a van der Waals magnet nature.com
界面效应解锁轻元素超导体中的非常规超导性 一种由石墨烯和碳化硅夹持的三层镓异质结,展现出由量子限域和界面轨道杂化驱动的 Ising 型超导性。这种轻元素超导体在面内磁场下仍能保持超导态,其磁场强度可达传统超导体泡利顺磁极限的三倍。 Interface effects unlock unusual superconductivity in a light-element superconductor nature.com
纤维状粘附动力学通过中间丝细胞骨架调控细胞核机械响应的时标。 核变形与机械信号传导受中间丝细胞骨架通过纤维状粘着斑与细胞外基质的偶联所调控,从而调节力移除后机械转导的时间尺度。 Fibrillar adhesion dynamics govern the timescales of nuclear mechano-response via the vimentin cytoskeleton nature.com
离子相关性解释了扩散限制固态合成反应中的动力学选择性。 跨离子关联对于定量解释粉末合成过程中中间相的出现及最终产物含量至关重要。 Ion correlations explain kinetic selectivity in diffusion-limited solid-state synthesis reactions nature.com
窄带隙受体材料具有低能量无序度,在有机太阳能电池中实现了超过 21% 的效率。 有机太阳能电池中,具有最小能量损失和高短路电流密度的窄带隙受体很少见。本文设计了一种受体并将其引入三元共混物中,实现了0.486 eV的低能量损失和28.82 mA cm-2的高短路电流密度,从而使有机太阳能电池的认证效率达到21.12%。 Narrow-bandgap acceptors with low energetic disorder achieve over 21% efficiency in organic solar cells nature.com
时空金属剥离协同作用的光学纳米成像:达到单离子与亚颗粒分辨率 复杂耦合的离子 - 电子界面过程尚不明确,但对电池动力学至关重要。本文提出了一种离子局域化光学超分辨显微技术,能够在单颗粒水平实现 50 nm 空间分辨率和 20 ms 时间分辨率的单离子成像,并利用该技术观测了锌负极上的金属剥离协同行为。 Optical nanoscopy of spatiotemporal metal stripping cooperativity at single-ion and subparticle resolution nature.com
作者更正:外延反铁磁氧化物异质结构中的磁振子限制 Author Correction: Magnon confinement in epitaxial antiferromagnetic oxide heterostructures nature.com
要打印具有形态发生特征的类器官,关键在于保持冷静与放松。 通过结合 3D 生物打印、基质生物化学以及致密水凝胶颗粒中的应力松弛,实现了高通量且可控的类器官构建。 To bioprint morphogenic organoids it is essential to chill out and relax nature.com