本周精选
1.香港大学Sci. Adv. |光响应高排列纳米通道的自供能仿生光感受器
该工作开发了一种基于光响应高排列纳米通道的仿生光感受器，这些纳米通道具有均匀的通道高度、光调节的表面性质以及与微加工技术的良好兼容性，可以被规模化制造并集成到功能性离子器件中。且由于纳米通道高的离子选择性和渗透性，能从浓度梯度中高效收集能量，已经成功实现了数百个仿生光感受器超76V的超高电压。此外，这种仿生光感受器可以进一步扩展，成为一种自供电的离子图像光传感器，能够感知并解码入射光的信息。
链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads5591
2. 北大、浙大、香港科技大学Nat. Photonic |异质集成钙钛矿/氮化硅片上光子系统
提出并实验实现了一种基于钙钛矿/氮化硅光子平台的近红外单片光子系统，发展了集成高效发光二极管、高性能处理器和灵敏光电探测器的纳米异质集成技术。光子神经网络被用于执行光子模拟和计算机视觉任务，有效地预测了二维无序Su-Schrieffer-Heeger模型的拓扑不变量，并以87%的平均保真度模拟了非线性拓扑模型。此外，使用扩展架构在边缘检测中实现了超过85%的测试准确率，在CIFAR-10数据集上实现了56%的测试准确率。这项工作解决了在芯片上集成各种纳米光子元件的挑战，为芯片集成的多功能光子信息处理提供了一种有前途的解决方案。
链接: https://doi.org/10.1038/s41566-024-01603-y
3.苏州纳米所Nat. Commun. |用于电致变色的高透光器件通用策略
开发了一种通用策略，旨在通过微结构化技术，将有色功能材料转化为难以察觉的三维网格线，从而显著提升各类透明设备的透光性能。在多层结构设计中，每增加一层都会因其颜色或不透明度而降低整体透明度，而该策略通过将功能材料精细地集成到μm宽的沟槽结构中，成功地将功能层转变为功能网格。无论功能材料的原始颜色如何，改造后的功能性网格都能保持高达88%的透光率，同时不牺牲其在设备中的核心功能。进一步将这一策略应用于电致变色设备、超级电容器和锌电池等概念验证设备的制造中，与常规多层结构设备相比，这些设备的透明度得到了显著提升。这一突破性的进展不仅为透明显示技术的发展提供了新的可能性，也为虚拟信息与现实世界交互的先进设备设计开辟了新的道路。
链接: https://doi.org/10.1038/s41467-024-55133-w
4.麻省理工学院Nat. Chem. Eng.|用于清洁产品和食品强化的可降解聚（β-氨基酯）微粒
提出了一种基于聚β-氨基酯（PAE）的可降解微粒（MP）材料的开发，该材料可降解为糖和氨基酸衍生物。该PAE MP材料显示了用于清洁产品和食品强化的不可降解微塑料的功能性替代。在清洁产品中，PAE MPs有效地提高了冲洗产品的清洁效率，并有效地去除了潜在的有毒元素。在食品强化中，PAE MPs为多种必需维生素和矿物质提供了强有力的保护，使其免受广泛烹饪和储存条件的影响，并在模拟人体消化系统中快速释放营养物质。
链接: https://doi.org/10.1038/s44286-024-00151-0
5. 西南交通大学|Nature Communications |光催化增强的水蒸气电效应实现超长时间湿气能量收集
当前湿气能量收集装置由于离子扩散过程的逐渐消失，导致无法实现持续的电流输出。本文提出了一种结合光催化水分解反应与水蒸气电效应的设计，构建了一种新型的湿气能量发电器（MEG），能够实现超过600小时的连续电流输出。该系统通过引入光催化层，不仅能有效吸收光能，还能持续维持离子浓度梯度，从而有效增强湿气驱动的电能转换能力。研究表明，该设计显著提升了湿气能量收集设备的工作持续性和稳定性。
链接: https://doi.org/10.1038/s41467-024-55516-z
6. 西班牙巴塞罗那材料研究所Nat. Commun. |从非手性发射体产生圆偏振白光的单一纳米光子平台
大多数手性纳米结构仅在狭窄的波长范围内有效，并且涉及与大规模生产不兼容的纳米制造工艺。西班牙巴塞罗那材料研究所设计了一种单一的纳米光子结构，该结构能够在可见光谱范围内维持手性共振。这一纳米光子学平台采用可扩展的软纳米压印光刻技术制造，通过将手性转移到置于其上的传统发射体（如CdSe/CdS纳米片、CdSe/CdS量子点、CsPbBr3、CsPbI3钙钛矿纳米晶和F8BT）上，实现了高不对称发光因子（glum> 1）。最终，包含不同发射体的白色发光混合物，在手性纳米光子平台的可见光谱范围内，展现出不对称的发光特性。在超表面上，不同胶体发射器的固态混合，赋予了该结构宽带光学响应，从而实现了白光手性光的发射。
链接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-54792-z
7. 西安交通大学AM丨基于Cu-ZnS调控多碳耦联过程实现CO₂光驱动选择性转化为CH₃CH₂COOH
该研究设计并合成了一种具有分散Cu单原子和独特Cu-S-Zn活性单元的Cu-ZnS催化剂，用于选择性光驱动CO2转化为CH3CH2COOH。Cu-ZnS催化剂表现出优异的性能，在非牺牲体系中CH3CH2COOH产率为0.45 µmol h-1，电子选择性为91.2%；在三乙醇胺辅助体系中CH3CH2COOH产率为16.9 µmol h-1，电子选择性为99.8%。研究表明，Cu-S-Zn活性单元具有可调控的电荷分布，有利于稳定*COHCO中间体并促进其随后与*CO的偶联，进而在Cu-ZnS表面形成热力学和动力学都有利的*COCOHCO。
链接:https://doi.org/10.1002/adma.202416708
8. 莫纳什大学Nature |热能储存材料-卡诺电池-相变储热
首次报告了一种“三模态”材料，它通过整合三种不同的储能模式——潜能、热化学和显能，协同储存大量热能。硼酸和琥珀酸的共晶混合物在150°C左右发生转变，可逆热能吸收创纪录高点394±5%J g-1。作者表明，转变涉及硼酸成分的熔化，硼酸成分同时脱水成偏硼酸和溶解在液体中的水。保持在液态使偏硼酸在冷却时能够很容易地重新水合以重新形成硼酸。经过 1,000次加热-冷却循环，热稳定性得到证实。该材料成本极低、环保且可持续。这里展示的固液相变和化学反应的结合为高能量容量材料的开发开辟了新途径。
链接: https://doi.org/10.1038/s41586-024-08214-1
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