浙江大学再发Science,今年第6篇正刊了!

2021年1月29日,浙江大学电镜中心张泽院士团队在Science上发表文章,他们利用像差校正的环境透射电子显微镜,研究了金(Au)和二氧化钛(TiO2)基底之间的界面动态变化,直接原子尺度的观察表明,CO氧化过程中,金纳米粒子在TiO2表面的外延旋转与Au-TiO2界面的原子结构存在着意想不到的依赖关系。
2021年4月2日,浙江大学肖丰收教授、孟祥举教授、王亮研究员和武汉精密测量科学与技术创新研究院郑安民研究员在Science上发表文章,本文报道了在硼硅酸盐MFI框架(BS-1)中,一个具有-B [OH…O(H) -Si]2结构的新活性中心,不同于一般含有B-O-B寡聚体的催化剂,该活性中心仅包含孤立的硼。
2021年5月5日,浙江大学郑毅、许祝安,中南大学夏庆林等发表Nature,在中心对称的几层黑砷中发现了SOC和Stark效应之间的协同效应,表现为粒子-空穴非对称Rashba谷的形成和由静电门可逆控制的奇异量子霍尔态。
2021年5月7日,浙江大学高超教授/Zheng Li和西安交大刘益伦教授在Science发表论文,提出了一种溶剂触发的形貌调控策略来实现材料可逆的聚合和裂变。
2021年5月14日,浙江大学谢燕武和中科院物理所孙继荣、周毅在Science发表论文,作者证明,LAO/KTO(111)界面的超导可以通过应用VG进行调谐,关键调谐参数似乎不是n2D,而是迁移率,它可以与“有效无序”相关联。
浙江大学再发Science,今年第6篇正刊了!
2021年6月25日,浙江大学再次发表Science,化学系唐睿康教授刘昭明研究员在无机材料制备方面取得重要突破。
无机材料,特别是矿物和陶瓷,在现代社会中发挥着重要作用,但其大块材料的制造是一项巨大的挑战。在实践中,许多无机材料以粉末形式生产,然后通过压榨和烧结进行固化。然而,通过烧结处理,粒子之间的传质往往不充分,在散装材料中无法实现完整的粒子融合,粒子边界保持不变。由于内部不连续性,烧结无机体的性质并不理想,特别是在机械强度方面。
在自然界中,生物体(例如海胆和球菌体)可以产生具有柔性形态的连续结构的无机骨架。因此,这些无机骨架因其结构集成而优于人工骨架。越来越多的证据表明,这些生物体使用非晶粒子作为前体,通过粒子-粒子融合产生骨骼。然而,以前许多使用非晶矿物相(如非晶碳酸钙(ACC)和非晶磷酸钙)的尝试都表明,外部压力经常诱导非晶粒子结晶,而不是粒子-粒子融合。这些无定形矿物相含有丰富的水,这会导致压力下中间非晶相的溶解和再结晶。
浙江大学团队通过控制非晶前体和外部压力(P)中的含水量(n),作者可以实现生物矿化样颗粒融合,这是继非晶相中压力驱动下的非晶态流体通道传质之后的发现。通过将ACC作为典型的无定形前体,作者实验演示了ACC颗粒完全融合的控制,从而形成透明的碳酸钙整体。块体具有最佳机械强度,硬度(H)为2.739 GPa,杨氏模量(E)为49.672 GPa;这些值优于普通水泥材料,几乎达到单晶方解石的性能。
图文详情

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图1. 压力下ACC粒子的聚结

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图2. 粒子融合对块体的行为

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图3. 压力处理过程中水团簇的演化

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图4. ACC中对扩散系数的理解
作者介绍
浙江大学再发Science,今年第6篇正刊了!
唐睿康教授,浙江大学化学系教授(求是特聘)、中国青年科技奖获得者、国家杰出青年科学基金获得者、国家万人计划科技创新领军人才。是浙江大学求是高等研究院、硅材料国家重点实验室、附属邵逸夫医院浙江省骨骼肌肉退变与再生修复转化研究重点实验室成员。围绕生物矿化开展多学科交叉研究,内容包括:材料合成、生物材料、仿生修复以及材料调控生物等,涉及化学、材料、生物和医学等多个领域,主持国家重点研发计划项目及国家自然科学基金委重点项目等。
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刘昭明,浙江大学化学系第一类“百人计划”研究员,国家自然科学基金优秀青年基金获得者。2009.9-2013.6 浙江大学化学专业,获得理学学士学位;2013.9-2017.6 浙江大学化学系博士研究生,获得理学博士学位;2015.10-2016.5 作为访问学者在美国西北太平洋国家实验室(Pacific Northwest National Laboratory)研究学习;2017.7-2020.11 先后以博士后、助理研究员、特聘副研究员在浙江大学化学系工作。2020.12 晋升为百人计划研究员。
围绕晶体生长机理、功能材料合成与应用开展研究。在无机离子寡聚体及其聚合交联方面取得了原创性突破,为无机材料合成提出“无机离子聚合”全新策略。并以此为基础实现生物硬组织,包括人牙釉质的再生,在功能材料、仿生材料制备与生物医学领域具有重要科学和应用价值。

原文链接:

Pressure-driven fusion of amorphous particles into integrated monoliths. Science 372 (6549), 1466-1470.

https://science.sciencemag.org/content/372/6549/1466

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