NSR本周上线:拓扑超导体、DNA存储编码、仿生表面工程、电催化、单分散性量子点、界面液体、超级忆阻器、水系电池

学术   2024-09-13 09:07   北京  


2024年9月6-9月12日,有8篇NSR文章上线:

  • 1 篇 Research Highlight

  • 1 篇 Perspective

  • 2 篇 Review

  • 4 篇 Research Article

REVIEW

Spin-dependent electrocatalysis

自旋相关性电催化

通讯作者:彭晶(中国科学院深圳先进技术研究院),孙源淼(中国科学院深圳先进技术研究院),徐梽川(新加坡南洋理工大学)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae314
本综述着重介绍了电催化剂中与自旋相关的关键特性、识别自旋构型的表征技术以及调控自旋构型的策略。文章不仅总结了自旋电催化领域的最新研究进展,还对未来的研究方向提出了见解,旨在揭示具有自旋依赖特性的电催化反应中更多未知的基本原理。本文将收录于NSR专题“自旋化学”。

RESEARCH ARTICLE

Stripe charge order and its interaction with Majorana bound states in 2M-WS2 topological superconductor

2M-WS2中的电荷条纹有序态及其与马约拉纳束缚态的相互作用

通讯作者:黄富强中国科学院上海硅酸盐研究所)、汤沛哲(北京航空航天大学)、薛其坤 (清华大学、南方科技大学)、李渭(清华大学

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae312

我们在Fu-Kane拓扑超导体2M-WS2中观测到与超导共存的条纹状表面电荷序。在条纹序区域内的磁通涡旋中不存在马约拉纳束缚态;而在不具有电荷序的相邻层上,马约拉纳束缚态得以恢复。我们的结果表明电荷序不会破坏能带拓扑,但会改变马约拉纳束缚态的空间分布,使其从表面向深层移动。该发现为马约拉纳零能模的操纵提供了可能途径。


RESEARCH ARTICLE

Low-threshold anisotropic polychromatic emission from monodisperse quantum-dots

单分散性量子点的低阈值各向异性多色发光

通讯作者:Hoi Wai Choi(香港大学)、王恺(南方科技大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae311

量子点是一类具有优异光电特性的半导体纳米晶,其多激子发光特性赋予其支持宽带多色发光和增益的能力。本研究通过耦合量子点和具有强珀塞尔效应的微腔,实现了低阈值的多激子态激发和各向异性的多色发光,并展示了基于单分散性量子点的全彩像素阵列。本工作提出了一种基于光学微腔调控量子点多激子发光特性的新方法,为解决量子点多激子发光的激发阈值高、光谱线宽大、图案化困难等难题提供了新思路。


PERSPECTIVE
Unveiling the interfacial liquid in electrochemical reactions

揭示电化学反应中的界面液体

通讯作者:Dohyung Kim(美国宾夕法尼亚大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae318

采用新的实验技术来解决关于界面液体(IL)结构和性质的关键知识差距,将加深我们对其对电化学反应影响的理解,特别是在介导物质传输、电荷转移和中间稳定性方面。本文总结了研究界面液体的实验技术和理论计算方面的进展,指出了当前研究的局限和不足,并对其未来研究方向提出了展望。本文将收录于NSR专题“调控局域反应环境提高电催化性能”。


REVIEW
Engineered Janus hydrogels: biomimetic surface engineering and biomedical applications

工程化的Janus水凝胶:仿生表面工程及其生物医学应用

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae316

通讯作者:曾宏波(阿尔伯塔大学)、顾宁(南京大学)、水涛(东南大学)

Janus水凝胶生物粘合剂因其具有独特的不对称表面设计,被认为可以模仿天然生物屏障的结构特征,减少术后并发症。本文给出了塑造水凝胶表面化学和微结构的通用方法,并阐述了Janus水凝胶通过底面组织粘附和表面作为抗污染/抗磨损实现其屏障功能。明确了Janus水凝胶在临床转化的潜力,展望了其作为下一代植体材料的发展方向。



RESEARCH ARTICLE

DNA Palette Code for Time-Series Archival Data Storage

DNA存储编码方案DNA Palette:支持时间归档的数据存储

通讯作者:佟小光(天津市环湖医院)、元英进(天津大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae321

脑部核磁共振影像,因其高分辨率和三维成像特征,在病情追踪、治疗效果评估及疾病复发预测中具有重要作用。本研究提出了无索引DNA信息存储编解码方案“DNA Palette”。并应用此方案将一位患者两次筛查的脑部核磁共振影像数据存储到DNA中,实现了无损存储,证明了DNA Palette具备高存储密度(2.39 bits/nt)和低解码覆盖率(4.4x)等优势。


RESEARCH ARTICLE

Constructing a supercapacitor-memristor through nonlinear ion transport in MOF nanochannels

利用MOF纳米通道的非线性离子传输构建超级电容器忆阻器

通讯作者:阎兴斌、窦青云(中山大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae322

本文发现了超级电容器中的忆阻效应,并提出了超级电容器忆阻器(CAPistor)概念。通过在金属有机框架ZIF-7纳米孔道内部中利用非线性离子传输,本文在水系赝电容器中观察到阴离子(OH⁻)在不同电压条件下的富集和耗散,导致离子导电性的滞后效应,表现出忆阻行为。CAPistor成功将离子忆阻器的可编程电阻和记忆功能集成到超级电容器中,展示了广阔的应用前景,包括仿生纳米流体离子学和神经形态计算。此外,本文通过理论计算和同步辐射表征深入探讨了ZIF-7孔中离子传输和滞后动力学的关键作用,为开发新一代离子电子器件奠定了基础。


RESEARCH HIGHLIGHT
Redox mediators towards practical aqueous batteries

氧化还原介体助力水系电池迈向实用性

通讯作者:卢怡君(香港中文大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae320

本文highlight了近期NSR文章“Rescue of dead MnO2 for stable electrolytic Zn–Mn redox-flow battery: a metric of mediated and catalytic kinetics”,并讨论了氧化还原介体策略解决该体系面向实用化所存在的高面容量和死锰问题的进展。最后提出,进一步开发具有高电位、高稳定性和更快动力学的新型氧化还原介体意义重大。



国家科学评论
《国家科学评论》(National Science Review,NSR)由中国科学院主管、科学出版社主办,致力于全方位、多角度报道中外自然科学各领域的重要成就。
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