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Materials Letters: X特刊征稿 | 能源和生物应用功能材料

转自 爱思唯尔 微信公众号

目前，人们对低成本、高效且可持续的能源生产有着巨大的需求，功能材料在满足这些需求方面起着突出的作用。在材料科学技术创新成果的推动下，基于功能材料的应用变得越来越重要。

功能材料促进了能量的捕获、转化，存储以及利用。为了竞争和生存，生物体需要能量和能量的持续转换，生物分子独特自适应的能量转换特性激发了生物材料科学家的灵感。

近年来，功能材料被广泛应用在太阳能发电等领域，包括硅基、薄膜和染料敏化的光伏太阳能电池、燃料电池、热光伏器件建模、分离工艺、光电化学电池、防污/抗病毒表面、电磁干扰屏蔽、锂离子电池等等。

本特刊专注于能源和生物功能材料这一新兴概念，以及此类材料的微/纳米结构的表征，主题包括：

1. 太阳能功能材料，包括硅基、薄膜和染料敏化的光伏太阳能电池、热光伏器件建模和光电化学电池的设计和开发

2. 氢气生产和储存功能材料

3. 用于热电应用的功能纳米材料的设计和开发

4. 用于聚合物电解质和直接甲醇燃料电池的膜、催化剂、化学传感器、锂离子电池和膜电极组件的功能材料，用于固体氧化物燃料电池的电解质和离子导体、新型阴极、阳极、薄膜和质子导体

5. 用于减少需求和储能的功能材料的设计和开发

6. 环保的防污/抗病毒材料的设计和开发

7. 功能生物材料(新型生物衍生、生物启发和仿生材料)

截止日期

投稿开放日期：2020年11月1日

投稿截止日期：2021年7月1日

收稿通知：2021年11月1日

2021年12月31日之前提交的稿件，

可享受文章出版费用（APC）25％减免折扣。

Materials Letters: X 是Materials Letters的开放获取镜像期刊，拥有相同的目标、范围、编辑委员会和同行评审流程。

制裁只会让人更强大。俄罗斯科学家又出新发明。

俄罗斯国立研究型技术大学MISIS (NUST MISIS) 的研究人员与其他大学的同事们一起发明了一种新技术，使非织造布材料具有抗菌性能。该技术的基础是通过在低压下使用射频气体放电等离子体对材料进行改性。据作者介绍，这种新技术将在医学上得到广泛应用。研究结果发表在Materials Letters上。

这项欲使非织造布材料具有抗菌性能的研究是在COVID-19大流行开始时启动的。

众所周知，COVID-19重症患者的免疫力低下，导致他们易发生继发性细菌感染。因此，科学家们为自己设定了任务：研制具有抑菌效果的材料，以用于制造一次性医用服装、床单、尿布和其他产品。使用这种材料将有助于遏制病原菌在医院环境中的传播。

"为了使非织造布材料具有抗菌性能，首先将其置于两个电极之间的封闭系统中。空气被抽空到中度真空，同时将氩气注入系统。当电磁场产生时，它从阴极加速到阳极，并"轰击"产品，从而破坏聚合物的分子键。然后将功能化的表面浸入到装有浓缩银纳米粒子胶体悬浮液的罐子中，用抗菌剂浸渍，"该研究的作者之一、国立研究型技术大学MISIS 生物材料科学专业iphd毕业生伊利亚·拉林向俄新社记者介绍道。#俄罗斯乌克兰最新局势# #俄罗斯#

北大赵清教授课题组在钙钛矿光伏材料晶面取向调控方面取得新进展！

“碳中和”的时代背景对清洁能源提出了更高的要求，太阳能作为一种可免费获取、全球分布广、持续存在且绿色无污染的清洁能源，具有巨大的应用前景和商业价值。相比传统光伏材料，新兴光伏材料钙钛矿具有更多优点；但其能量转换效率目前还低于传统太阳能电池，进一步探索其晶体生长机理并提升器件的效率与稳定性仍是钙钛矿光伏走向商业应用前所要解决的难题。

研究表明钙钛矿的光电性能会受到晶面取向影响，一般多晶钙钛矿薄膜具有多个晶面取向，晶面取向单一的纯净的钙钛矿晶体往往具备更好的晶体质量和更优异的器件性能。然而，由于钙钛矿是通过溶液制备的离子型晶体，对其晶体生长和晶面取向进行有利调控颇具挑战。

近日，北京大学物理学院、人工微结构和介观物理国家重点实验室、纳光电子前沿科学中心赵清教授课题组通过设计将预先合成的本征高取向性二维Dion-Jacobson相钙钛矿材料(BDA)PbI4引入到碘化铅薄膜中作为晶种，使其成为后续三维钙钛矿外延生长的核心，从而制备出高晶面取向的低缺陷密度钙钛矿薄膜，实现了对钙钛矿晶体的晶面取向调控。同时，通过对结晶位点进行优化控制，使得晶粒尺寸显著增加。基于同步辐射GIWAXS还证实了晶面以更有利于载流子垂直运输的方式堆叠，有利于太阳能电池器件的填充因子显著提升。

在晶种诱导生长的钙钛矿薄膜中，二维晶种完成晶面取向诱导后分布在晶界处，不仅可以钝化晶界缺陷和降低载流子非辐射复合损失，还可以优化表面晶界的电势，更有利于提取载流子；由于晶界是水氧入口，分布在晶界的二维晶种具有本征的高疏水性，因此有利于钙钛矿薄膜稳定性的提升；由于晶界处离子迁移严重，二维晶种可以显著抑制离子迁移的发生，进而提高光电器件的运行稳定性。

此设计将钙钛矿太阳能电池的光电转化效率从21% 提升到 23.95%，为混合维度钙钛矿太阳能电池的最高值，填充因子高达84.7%；不仅如此，柔性器件也展示出超过20%的能量转换效率，具有很好的普适性。该工作为从晶体生长的底层设计制备高质量钙钛矿光伏材料提供了重要的研究思路。

2022年1月6日，相关研究成果以“通过二维晶种诱导生长实现晶面取向调控构筑高效、高稳定性钙钛矿太阳能电池”为题，在线发表于能源领域高影响力期刊《焦耳》。北京大学物理学院2020级博士研究生骆超为第一作者，赵清为通讯作者。

据北京大学物理学院信息，赵清教授研究方向为纳米孔探测技术、钙钛矿太阳能电池。她以第一作者或通讯作者在Nature Communications, Advanced Materials, Nano Letters, ACS Nano, Advanced Functional Materials等国际重要学术期刊上发表论文70余篇。所发表论文SCI他引4000余次，h因子34（截止2020年6月）。单篇论文引用超过100次的有13篇。授权中国发明专利7项，国际发明1项。2013年入选教育部“新世纪人才”和北京市“科技新星”计划，2016年获得基金委“优秀青年基金”支持。 （来源：北大物理学院）

高校老师的审稿任务重吗？

昨天advanced materials编辑又催稿了，没办法晚上回去看到晚上12点，早晨又看了1个小时才提交。刚歇一口气准备开始工作，又收到nano letters的审稿邀请。

高校老师，只要你发文章比较活跃、只要你不拒绝，稿件会源源不断的送到你手里；拒绝吧，又怕得罪编辑，今后自己的稿子也不受待见。

审稿费时费力，却完全不会计入年终考核，自然不会有报酬。

大家如何看待审稿问题？

【武汉大学何军课题组在二维磁性材料研究取得重要进展】近日，Nano Letters在线发表了武汉大学物理科学与技术学院何军教授团队的最新研究成果。论文题目为“ Tunable Room-temperature Ferromagnetism in two-dimensional Cr2Te3”。该研究工作第一署名单位为武汉大学。我院博士后文耀为第一作者，何军教授为通讯作者。

何军课题组将范德华外延法应用于非层状硫族半导体材料二维化生长，从六方晶体到立方晶体结构，从单组分到复杂的三组分体系，分别实现了PbS、CdTe、Cr2S3、α-MnS、CrSe等具有不同晶体结构的非层状材料的二维化及阵列结构。

近几年基于这些研究成果获得了一系列受到国际同行重视的研究进展，其中包括6篇Advanced Materials, 1篇 Nano Letters；2篇ACS Nano。

二维（2D）材料，尺寸降低至原子级厚度时出现新奇的物理现象，如Ising超导，拓扑半金属中的量子自旋霍尔效应（QSHE），强的室温铁电性等等. 2D铁磁体作为2D材料家族的重要组成部分，因其独特的物理特性而备受关注。

基于Mermin-Wagner定理，热波动将破坏2D各向同性海森堡模型中的长程铁磁有序。但最近的报告揭示了二维绝缘Cr2Ge2Te6, CrI3和金属Fe3GeTe2,VSe2的长程铁磁有序，引发了二维铁磁材料研究热潮。

在范德华外延法可控制备的研究基础上，何军课题组进一步实现了1到2个晶胞厚度Cr2Te3单晶的大面积制备。2D铁磁体的居里温度（Tc）受层间磁耦合所支配，随厚度降低Tc降低，并且远低于室温。 然而室温铁磁对于自旋电子器件、磁存储等的实际应用十分重要。

该研究发现通过调制2D Cr2Te3的厚度可以实现室温铁磁性。Cr2Te3 的Tc从块体材料中的160 K通过调制材料厚度到5-6个晶胞厚度时，其Tc会急剧提升至280 K。磁化强度和反常霍尔效应（AHE）测量为室温下自发磁化的存在提供了明确的证据。理论模型表明，Cr2Te3的表面重构可能是导致Tc反常厚度依赖性的起源。这种尺寸调制方法为操纵铁磁性开辟了一条新途径。

锂电池的正极主要有三元电极和磷酸铁锂电极。现在又开发了一种富锂正极材料，能将电池容量提高一倍左右。这种富锂电极不含有毒且昂贵的钴元素，可以稳定地充电和放电超过500次。富锂正极面临的主要问题是当大量的锂在充放电时，会发生结构塌陷。该研究通过将镍离子均匀分布在Li2MnO3中，使富含Li的层状材料具有优化的局部结构，从而使大量的锂离子可逆地穿插层状结构，循环性能大大增加。

 Long-Term Cycle Stability Enabled by the Incorporation of Ni into Li2MnO3 Phase in the Mn-Based Li-Rich Layered Materials. ACS Energy Letters, 2021; 6 (2): 789 DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00057 #谣零零计划#

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