1. 清华大学魏飞教授，张晨曦助理研究员和陈晓博士（共同通讯作者）基于集成微分相差扫描透射电子显微镜（iDPC-STEM）揭示沸石的局部结构
清华大学魏飞教授，张晨曦助理研究员和陈晓博士（共同通讯作者）基于集成微分相差扫描透射电子显微镜（iDPC-STEM）可以揭示沸石的局部结构，并在原子尺度的真实空间中对沸石内部的受限分子进行成像的事实，将iDPC-STEM成像与原位大气系统相结合，以实时监测苯吸附-解吸过程中分子相变和开口孔的相应几何变化，将ZSM-5（MFI型）沸石的直通道（5.3 Å×5.6 Å）作为成像窗口，并使用动力学直径为5.85 Å的苯作为探针分子，观察了受限苯分子的相变并解析了MFI框架的不同原子结构。因此，本文成功地观察了沸石骨架的亚晶胞柔韧性，研究了沸石通道的局部变形，并监测了客体分子进入或离开沸石骨架时的动态演化过程。
成像结果表明，在苯分子的压力诱导吸附-解吸作用下，孔窗从圆形到椭圆形的可逆局部变形。孔的纵横比拉伸高达15%，以优化与苯分子的相互作用并促进它们扩散到通道中。孔隙结构的灵活性与Si-O-Si键角的灵活性有关，并且在孔中引入苯分子会降低这种灵活性。使用iDPC-STEM成像直接观察通道中的客体分子将有助于了解所有这些纳米多孔材料中的主客体相互作用，这对于开发具有增强选择性和性能的高效吸附剂和催化剂非常重要。
相关研究成果以“In situ imaging of the sorption-induced subcell topological flexibility of a rigid zeolite framework”为题发表在Science上。
2. 德国马克斯普朗克微观结构物理学研究所Mazhar N. Ali教授团队联合深圳大学曾昱嘉教授团队通过制造NbSe2/Nb3Br8/NbSe2的反转对称破坏范德华异质结构来实现约瑟夫森二极管。
通过证明，即使没有磁场，结也可以在正电流下超导，同时在负电流下具有电阻性。ΔI c行为（正和负临界电流之间的差异）与磁场是对称的，并且通过弗劳恩霍夫模式证明了约瑟夫森耦合。此外，以非常低的开关电流密度、高整流比和高鲁棒性实现了方波激励的稳定半波整流。这种非互易行为强烈违反了已知的约瑟夫森关系，并为通过量子材料与约瑟夫森结的整合打开了发现新机制和物理现象的大门，并为超导量子器件提供了新途径。相关成果以“The field-free Josephson diode in a van der Waals heterostructure”发表在Nature上。文章通讯作者为德国马克斯普朗克微观结构物理学研究所Mazhar N. Ali和Heng Wu。
3. 美国爱达荷国家实验室丁冬教授和吴巍研究员提出了一种酸处理策略
美国爱达荷国家实验室丁冬教授和吴巍研究员，麻省理工学院李巨教授和Yanhao Dong（共同通讯作者）提出了一种酸处理策略，在与氧电极结合之前恢复高温退火的电解质表面，证明了其可以完全恢复电化学电池中的理论质子电导率，并明显提高电池性能以及热机械性能和电化学稳定性。结果表明，降低的电池阻抗提高了PCEC和PCFC的全电池性能。在1.4 V和600℃下 10分钟酸处理的电池中显示出比未经处理的电池增加2.8倍，电流密度达到3.07 A cm-2。此外，与未处理的电池相比，10分钟处理的电池表现出更高的法拉第效率和H2产率。在 PCFC 中，相同电压下处理过的电池中的电流密度（正）也更高。在10分钟处理的电池中，在600℃下峰值功率密度Pmax比未处理的电池增加了2.5倍，达到1.18 W cm-2。同样，经过10分钟处理的电池在整个研究温度范围内均表现出最好的电化学性能。除了陶瓷燃料电池之外，界面工程和专门设计的加工技术对其他电化学（第一届全国有色金属电化学与碳减排会议）材料和设备也至关重要，例如锂离子电池的氧化物正极，全固态电池和金属-陶瓷界面。
相关研究成果以“Revitalizing interface in protonic ceramic cells by acid etch”为题发表在Nature上，第一作者为博士生边文娟。
4. 西安交通大学的李飞、澳大利亚卧龙岗大学的张树君和哈尔滨工业大学的田浩（共同通讯作者）等人合作发表了最新工作，提出采用高温极化法可去除铅基陶瓷铁电体Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PIN-PMN-PT)中的光散射畴壁。
这种材料具有很高的电光系数，所需要的驱动电压则可以降到极低的水平。研究表示，通过铁电相、晶体取向和极化技术的协同设计，可以成功打破去除所有光散射畴壁，并在减反射膜涂层晶体中实现高达99.6%的透射率，相应的EO系数r33也达到了900 pm V−1 的超高水平，是传统EO晶体的30倍以上。基于这一PIN-PMN-PT晶体，研究还制造了超紧凑（ultracompact）型电光调Q开关（EO Q-switches）。与商用Q开关相比，研究开发的调Q开关体积可缩小超过一个数量级，而所需的驱动电压可低至200V，同时还能保持相当优异的器件性能。因此，研究认为开发上述材料对于提高电光器件的便携性和降低器件驱动电压来说具有重要意义。Xin Liu和Peng Tan为共同第一作者，2022年4月21日，相关成果以题为“Free-standing homochiral 2D monolayers by exfoliation of molecular crystals”的文章发表在Science上。
5. 厦门大学谢素原教授联合袁友珠教授团队表明，富勒烯(以C60为例)可以作为铜-二氧化硅催化剂(Cu/SiO2)的电子缓冲剂。
在C60-Cu/SiO2催化剂上，180 ~ 190℃的常压条件下，草酸二甲酯的EG产率可达98.1%。在千克规模反应中，1000小时后催化剂没有失活。这种温和的方法是通向EG的最后一步，可以与已经工业化的环境反应相结合，从合成气到草酸二甲酯的中间产物。相关成果以“Ambient-pressure synthesis of ethylene glycol catalyzed by C60-buffered Cu/SiO2”发表在science上。
6. 日本仙台东北大学、北京科技大学朱鸿民与日本仙台东北大学Tetsuya Nagasaka课题组，提出了一种固态电解(SSE)工艺，该工艺使用熔盐来升级回收铝废料。
SSE生产的铝纯度与铝合金铸造原铝相当。此外，工业SSE的能源消耗估计不到原铝生产过程的一半。通过有效回收铝废料，可以有效地满足人们对高等级铝的需求。通过使用这种高效、低能耗的工艺，可以实现铝回收的真正可持续性。相关论文以题为“A solid-state electrolysis process for upcycling aluminium scrap”发表在Nature上。
7. 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室傅正义院士团队Hang Ping、德国马普所胶体与界面研究所Peter Fratzl团队Wolfgang Wagermaier等开发骨仿生复合材料
武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室傅正义院士团队Hang Ping、德国马普所胶体与界面研究所Peter Fratzl团队Wolfgang Wagermaier等联合报道了一系列基于锶和钙矿物，并从中观测它们的沉淀会导致胶原原纤维收缩，高达几兆帕的应力，应力大小取决于矿物材料的类型和数量。通过in-operando同步辐射X射线散射，研究人员分析了矿物沉积动力学。当矿物质仅在原纤维外沉积时不发生收缩，而原纤维内矿化则会产生原纤维收缩。这种化学-机械效应发生在胶原蛋白完全浸入水中时，并产生拉伸纤维的矿物-胶原蛋白复合材料，这使人联想到钢筋混凝土的原理。该论文以题为“Mineralization generates megapascal contractile stresses in collagen fibrils”发表在知名期刊Science上。
8. 华东理工大学朱为宏教授和英国利物浦大学Andrew I. Cooper教授（共同通讯作者）提出了一种使用可逆和可移除的共价链在不可逆聚合之前预组装单体，从而实现COFs合成的重构策略，制备了增强和高结晶的亚胺COFs。
该合成路线通过简单的工艺来生产高结晶和功能性的COFs材料。通过逐步控制温度和溶剂，实现了预组装尿素连接COFs的化学重构。同时，溶剂热处理不会变成无定形，而是引发多步尿素水解反应，然后实现亚胺缩合。值得注意的是，尽管重构过程中的质量损失可能高达36%，但通过框架转换产生了高结晶的重构COF（RC-COF）。重构的COFs中增加的结晶度改善了电荷载流子传输，使得牺牲光催化析氢速率高达27.98 mmol h-1 g-1。
此外，通过水解产生的单体的位置，是由在原位聚合前的框架中的纳米约束所决定的。与直接聚合的亚胺框架相比，大大提高了RC-COFs的结晶度和功能性，且单体在聚合前随机排列。这种纳米限制辅助重构策略，为通过原子结构控制实现有机材料编程功能迈出了重要的一步。
相关研究成果以“Reconstructed covalent organic frameworks”为题发表在Nature上。
9. 首次在二维材料中发现了强电子相关性的直接证据
麻省理工学院、上海交通大学、复旦大学、加州大学伯克利分校、日本国家材料科学研究所合作在理解二维材料电子相关性方面迈出了重要的一步。研究人员在Science上发表的题为“Spectroscopy signatures of electron correlations in a trilayer graphene/hBN moiré superlattice”的成果揭示了一种采用ABC构型堆叠的三层石墨烯/六方氮化硼（TLG/hBN）超晶格的二维材料中电子关联性的直接证据。这种材料（2022全国新能源材料产学研合作线上报告会）先前已被证明可以从金属转变为绝缘体再到超导体。研究人员首次直接检测到材料特殊绝缘状态下的电子关联性。他们还量化了这些相关性的能量尺度，或电子之间相互作用的强度。结果表明，ABC构型的三层石墨烯可以成为探索和设计其他电子相关性的理想平台，例如驱动超导的电子关联性。
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