硼烯的输运性质研究进展论文
科学观察, 2018, 13(6): 40-41 doi: 中国热点论文分析二维材料研究现状及展望梁涛, 徐明生*浙江大学信息科学与电子工程学院,硅材料国家重点实验室 杭州 310027Online: 2018-12-15作者简介 About authors梁涛,浙江大学博士后,助理研究员,从事二维材料制备以及器件研究徐明生,浙江大学信息与电子工程学院教授,主要从事二维材料及器件研究 。二维材料是一大类材料的统称,指的是在一个维度上材料尺寸减小到极限的原子层厚度,而在其他两个维度,材料尺寸相对较大。最典型也是最早实验证明的二维材料是石墨烯。2004年,K. S. Novoselov等人在Science杂志发表文章,报道了通过机械剥离的方法从高取向的裂解石墨中获得了石墨烯,且证明了其独特优异的电学性质。自此之后,以石墨烯为代表的二维材料获得了快速的发展,新的二维材料如雨后春笋般涌现。得益于其原子层厚度方向上的量子局限效应,这些二维材料展示出与其对应的三维结构截然不同的性质,因此受到了科学界和工业界的广泛关注。除石墨烯之外,其他的二维材料还包括：单元素的硅烯、锗烯、锡烯、硼烯和黑磷等,过渡金属硫族化合物如MoS2、WSe2、ReS2、PtSe2、NbSe2等,主族金属硫族化合物如GaS、InSe、SnS、SnS2等,以及其他二维材料如h-BN、CrI3、NiPS3、Bi2O2Se等。这些二维材料具有完全不同的能带结构以及电学性质,覆盖了从超导体、金属、半金属、半导体到绝缘体等材料类型。同时,他们也具有优异的光学、力学、热学、磁学等性质。通过堆垛种类不同的二维材料,可以构筑功能性更强的材料体系。因此,这些材料有望在高性能电子器件、光电子器件、自旋电子器件以及能源转换和存储等领域得到应用。现阶段对于二维材料的研究集中在制备、表征、修饰改性、理论计算以及应用探索等几个方面,且均已取得了很大的进展。例如,在制备方面,机械剥离法被广泛用来制备得到二维材料样品,供实验室物性研究以及器件制作;利用化学气相沉积的方法可以制备大面积、高质量、层数可控的石墨烯以及部分过渡金属硫族化合物材料,为商业化应用奠定了基础。对于二维材料的表征,研究人员已经建立起互补的光谱学以及电子传输学等一系列表征手段。修饰改性也是二维材料发展的一个很重要的方面,通过掺杂、化学修饰、静电调控、合金等手段,可以最大程度地规避材料本身的不足,发挥其优势。理论计算在二维材料的发展中起到了至关重要的作用,通过理论计算可以发掘更多的新型二维材料,预测其性能,解释观察到的现象,指导实验设计。在应用方面,基于石墨烯的高频晶体管的构筑,基于MoS2的短沟道的场效应晶体管和隧穿晶体管,以及其他高效发光以及光探测器件的实现,都展现出了二维材料巨大的应用潜力
编译 | 未玖
Nature , 27 May 2021, VOL 593, ISSUE 7860
《自然》 2021年5月27日，第593卷，7860期
天文学 Astronomy
Evidence of hydrogen helium immiscibility at Jupiter-interior conditions
木星内部条件下氢-氦不混溶的证据
作者：S. Brygoo, P. Loubeyre, M. Millot, J. R. Rygg, P. M. Celliers, J. H. Eggert, et al.
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摘要
温致密氢 氦（H-He）混合物的相行为影响了人们对木星和土星及其内部结构演化的理解。然而，尽管H-He相具有重要意义，但在相关的行星条件下，它的相行为仍然很难约束，因为通过计算来确定它极具挑战性，且极端温度和压力也难以通过实验达到。
研究组报道了通过激光驱动的冲击压缩已在钻石砧电池中预压缩的H2 He样品，可以达到适当的温度和压力。这使研究组能够探测木星内部条件下H-He混合物的性质，揭示了沿雨贡纽曲线的一个不混溶区域。
样品反射率的明显不连续变化表明，在10200 K时，该区域结束于150吉帕以上；在4700 K时，93吉帕以上的反射率发生了更细微的变化。考虑到木星的压力-温度分布，这些近原太阳混合物的实验不混溶约束表明H-He相分离影响了木星内部的很大一部分，研究组估计该部分大约占木星半径的15%。
这一发现为木星模型提供了微物理支持，该模型利用分层内部来解释朱诺号和伽利略号航天器的观测。
Abstract
The phase behaviour of warm dense hydrogen helium (H He) mixtures affects our understanding of the evolution of Jupiter and Saturn and their interior structures. But despite its importance, H He phase behaviour under relevant planetary conditions remains poorly constrained because it is challenging to determine computationally and because the extremes of temperature and pressure are difficult to reach experimentally. Here we report that appropriate temperatures and pressures can be reached through laser-driven shock compression of H2 He samples that have been pre-compressed in diamond-anvil cells. This allows us to probe the properties of H He mixtures under Jovian interior conditions, revealing a region of immiscibility along the Hugoniot. A clear discontinuous change in sample reflectivity indicates that this region ends above 150 gigapascals at 10,200 kelvin and that a more subtle reflectivity change occurs above 93 gigapascals at 4,700 kelvin. Considering pressure–temperature profiles for Jupiter, these experimental immiscibility constraints for a near-protosolar mixture suggest that H He phase separation affects a large fraction—we estimate about 15 per cent of the radius—of Jupiter’s interior. This finding provides microphysical support for Jupiter models that invoke a layered interior to explain Juno and Galileo spacecraft observations.
材料科学 Materials Science
Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene
电荷中性石墨烯中的长程非拓扑边缘电流
作者：A. Aharon-Steinberg, A. Marguerite, D. J. Perello, K. Bagani, T. Holder, Y. Myasoedov, et al.
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摘要
范德华异质结构显示出许多独特的电子性质。单层、双层和薄层石墨烯、过渡金属二卤化物和莫尔超晶格已被发现显示出明显的非局域效应。
然而，这些效应的起源却引起了激烈的争论。尤其是石墨烯，在电荷中性时表现出巨大的非局域性，这一惊人行为吸引了各种不同的解释。
利用尖端超导量子干涉装置（SQUID-on-tip）进行纳米尺度的热成像和扫描门成像，研究组证明了石墨烯边缘常见的电荷积累会导致巨大的非局域性，产生了支持长程电流的狭窄导电通道。
出乎意料的是，虽然边缘电导对零磁场中的电流流动影响不大，但在中等磁场下，它会导致边缘和体输运之间的场诱导解耦。由此产生的巨大非局域性在电荷中性和远离电荷时产生了对边缘无序敏感的奇异流型，在这种流型中电荷可以对抗全局电场流动。
所观察到的一维边缘输运是通用和非拓扑的，有望支持许多电子系统中的非局域输运，为深入研究众多争论提供了线索，并将它们与系统边缘的远程引导电子态联系起来。
Abstract
Van der Waals heterostructures display numerous unique electronic properties. Monolayer, bilayer and few-layer graphene, transition-metal dichalcogenides and moiré superlattices have been found to display pronounced nonlocal effects. However, the origin of these effects is hotly debated. Graphene, in particular, exhibits giant nonlocality at charge neutrality, a striking behaviour that has attracted competing explanations. Using a superconducting quantum interference device on a tip (SQUID-on-tip) for nanoscale thermal and scanning gate imaging, here we demonstrate that the commonly occurring charge accumulation at graphene edges leads to giant nonlocality, producing narrow conductive channels that support long-range currents. Unexpectedly, although the edge conductance has little effect on the current flow in zero magnetic field, it leads to field-induced decoupling between edge and bulk transport at moderate fields. The resulting giant nonlocality at charge neutrality and away from it produces exotic flow patterns that are sensitive to edge disorder, in which charges can flow against the global electric field. The observed one-dimensional edge transport is generic and nontopological and is expected to support nonlocal transport in many electronic systems, offering insight into the numerous controversies and linking them to long-range guided electronic states at system edges.
Perovskite-type superlattices from lead halide perovskite nanocubes
卤化铅钙钛矿纳米立方体的钙钛矿型超晶格
作者：Ihor Cherniukh, Gabriele Rainò, Thilo Stöferle, Max Burian, Alex Travesset, Denys Naumenko, et al.
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摘要
铯-铅卤化物钙钛矿型纳米晶体是长程有序超晶格很有前途的构建基块，因其明亮三重态激子的高振荡强度、缓慢失相（高达80皮秒的相干时间）和最小发射线不均匀展宽。到目前为止，人们从这些纳米晶体中仅设计出来单组分超晶格与简单立方堆积。
研究组提出了钙钛矿型（ABO3）二元和三元纳米晶超晶格，通过立体稳定、高发光的立方CsPbBr3纳米晶（占据B和/或O晶格位）、球形Fe3O4或NaGdF4纳米晶（A位）和截角立方PbS纳米晶（B位）的形状定向共组装而成。
这些ABO3超晶格，以及研究组展示的二元NaCl和AlB2超晶格结构，均表明了CsPbBr3纳米立方体的高度取向有序性。它们还表现出超荧光——一种集体发射，导致超快辐射衰减（22皮秒）的光子爆发，可用于定制超亮（量子）光源。
研究组的工作为进一步 探索 复杂有序、功能有用的钙钛矿介观结构奠定了基础。
Abstract
Caesium lead halide perovskite nanocrystals are promising building blocks for long-range-ordered superlattices, owing to the high oscillator strength of bright triplet excitons, slow dephasing (coherence times of up to 80 picoseconds) and minimal inhomogeneous broadening of emission lines. So far, only single-component superlattices with simple cubic packing have been devised from these nanocrystals. Here we present perovskite-type (ABO3) binary and ternary nanocrystal superlattices, created via the shape-directed co-assembly of steric-stabilized, highly luminescent cubic CsPbBr3 nanocrystals (which occupy the B and/or O lattice sites), spherical Fe3O4 or NaGdF4 nanocrystals (A sites) and truncated-cuboid PbS nanocrystals (B sites). These ABO3 superlattices, as well as the binary NaCl and AlB2 superlattice structures that we demonstrate, exhibit a high degree of orientational ordering of the CsPbBr3 nanocubes. They also exhibit superfluorescence—a collective emission that results in a burst of photons with ultrafast radiative decay (22 picoseconds) that could be tailored for use in ultrabright (quantum) light sources. Our work paves the way for further exploration of complex, ordered and functionally useful perovskite mesostructures.
地球科学 Earth Science
A 10 per cent increase in global land evapotranspiration from 2003 to 2019
2003-2019年，全球陆地蒸散量增加10%
作者：Madeleine Pascolini-Campbell, John T. Reager, Hrishikesh A. Chandanpurkar & Matthew Rodell
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摘要
准确量化全球陆地蒸散量对于理解全球水循环的变异性是必要的，在气候变化下，这种变异性预计将加剧。目前的全球蒸散量产品来源很多，包括模型、遥感和现场观测。
然而，现有的方法包含广泛不确定性；例如，与模型结构相关，或将观测值提升到全球水平。因此，全球蒸散量的变异性和趋势仍不清楚。
研究组表明，2003至2019年，全球陆地蒸散量增加了10 2%，陆地降水越来越多地被划分为蒸散量，而非径流。
该结果基于全球陆地蒸散量的独立水平衡集合时间序列和相应的不确定性分布，使用的数据来自重力恢复及气候实验（GRACE）和GRACE后续（GRACE-FO）卫星。
全球陆地蒸散量的变异性与厄尔尼诺-南方涛动正相关。然而，这种趋势的主要驱动力是不断升高的地表温度。
研究组的发现为全球陆地蒸散量提供了一个观测约束，且与全球蒸散量在气候变暖下增加的假设相一致。
Abstract
Accurate quantification of global land evapotranspiration is necessary for understanding variability in the global water cycle, which is expected to intensify under climate change. Current global evapotranspiration products are derived from a variety of sources, including models, remote sensing and in situ observations. However, existing approaches contain extensive uncertainties; for example, relating to model structure or the upscaling of observations to a global level. As a result, variability and trends in global evapotranspiration remain unclear. Here we show that global land evapotranspiration increased by 10 2 per cent between 2003 and 2019, and that land precipitation is increasingly partitioned into evapotranspiration rather than runoff. Our results are based on an independent water-balance ensemble time series of global land evapotranspiration and the corresponding uncertainty distribution, using data from the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) and GRACE-Follow On (GRACE-FO) satellites. Variability in global land evapotranspiration is positively correlated with El Niño–Southern Oscillation. The main driver of the trend, however, is increasing land temperature. Our findings provide an observational constraint on global land evapotranspiration, and are consistent with the hypothesis that global evapotranspiration should increase in a warming climate.
Overriding water table control on managed peatland greenhouse gas emissions
地下水位控制泥炭地温室气体排放
作者：C. D. Evans, M. Peacock, A. J. Baird, R. R. E. Artz, A. Burden, N. Callaghan, et al.
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摘要
全球泥炭地储存的碳比大气中自然存在的还要多。然而，许多泥炭地受到基于排水的农业、种植开发和火灾的压力，仅相当于排水泥炭地排放的所有人为温室气体的3%左右。通过保护未排水的泥炭地和使排水系统再湿润，人们正加强努力来遏制此类排放。
研究组报道了来自16个地点的 CO2 涡流协方差数据和来自英国和爱尔兰41个地点的 CH4 静态室测量数据，并将这些数据与所有主要泥炭地生物群落公布的数据相结合。
结果表明，年平均有效地下水位（ WTDe ；即通气泥炭层的平均深度）超过了所有其他与温室气体排放相关的生态系统和管理控制。
研究组估计， WTDe 每减少10 cm， CO2 和 CH4 排放（100年全球变暖潜势）的净变暖效应每年每公顷至少减少3吨 CO2 ，直到 WTDe 小于30 cm。进一步提高水位将继续产生净冷却效应，直到 WTDe 位于地表10 cm以内。
研究结果表明，农业泥炭地的温室气体排放可以大大减少，而不必停止其生产性使用。例如，将所有排干的农业泥炭地中的 WTDe 减半，可减少的排放量相当于全球人为排放的1%以上。
Abstract
Global peatlands store more carbon than is naturally present in the atmosphere. However, many peatlands are under pressure from drainage-based agriculture, plantation development and fire, with the equivalent of around 3 per cent of all anthropogenic greenhouse gases emitted from drained peatland. Efforts to curb such emissions are intensifying through the conservation of undrained peatlands and re-wetting of drained systems. Here we report eddy covariance data for carbon dioxide from 16 locations and static chamber measurements for methane from 41 locations in the UK and Ireland. We combine these with published data from sites across all major peatland biomes. We find that the mean annual effective water table depth ( WTDe ; that is, the average depth of the aerated peat layer) overrides all other ecosystem- and management-related controls on greenhouse gas fluxes. We estimate that every 10 centimetres of reduction in WTDe could reduce the net warming impact of CO2 and CH4 emissions (100-year global warming potentials) by the equivalent of at least 3 tonnes of CO2 per hectare per year, until WTDe is less than 30 centimetres. Raising water levels further would continue to have a net cooling effect until WTDe is within 10 centimetres of the surface. Our results suggest that greenhouse gas emissions from peatlands drained for agriculture could be greatly reduced without necessarily halting their productive use. Halving WTDe in all drained agricultural peatlands, for example, could reduce emissions by the equivalent of over 1 per cent of global anthropogenic emissions.
社会 学 Sociology
The universal visitation law of human mobility
人群流动的普遍访问规律
作者：Markus Schläpfer, Lei Dong, Kevin O’Keeffe, Paolo Santi, Michael Szell, Hadrien Salat, et al.
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摘要
人的流动性影响着城市的许多方面，从城市的空间结构到城市对流行病的反应。它最终也是 社会 互动、创新和生产力的关键。
研究组揭示了一个简单而稳健的标度律，它基于全球不同城市的人口大规模流动数据，来捕捉人口流动的时空谱。根据这一规律，任何地点的游客人数都会随着其访问频率和旅行距离乘积的平方反比而减少。
研究组进一步证明流向不同地点的时空流产生了显著的空间集群，其区域分布遵循齐夫定律。最后，研究组建立了一个基于 探索 和优先返回的个体流动模型，为所发现的标度律和新兴的空间结构提供了一个机制解释。
该研究结果证实了人文地理学中长期存在的猜想，并允许对人群重复流动进行预测，这为在城市规划、交通工程和减少流行病方面的应用提供了基础。
Abstract
Human mobility impacts many aspects of a city, from its spatial structure to its response to an epidemic. It is also ultimately key to social interactions, innovation and productivity. However, our quantitative understanding of the aggregate movements of inpiduals remains incomplete. Existing models—such as the gravity law or the radiation model—concentrate on the purely spatial dependence of mobility flows and do not capture the varying frequencies of recurrent visits to the same locations. Here we reveal a simple and robust scaling law that captures the temporal and spatial spectrum of population movement on the basis of large-scale mobility data from perse cities around the globe. According to this law, the number of visitors to any location decreases as the inverse square of the product of their visiting frequency and travel distance. We further show that the spatio-temporal flows to different locations give rise to prominent spatial clusters with an area distribution that follows Zipf’s law. Finally, we build an inpidual mobility model based on exploration and preferential return to provide a mechanistic explanation for the discovered scaling law and the emerging spatial structure. Our findings corroborate long-standing conjectures in human geography and allow for predictions of recurrent flows, providing a basis for applications in urban planning, traffic engineering and the mitigation of epidemic diseases.
碱金属硼酸盐研究进展论文
2020 年，是王晓离开哈佛大学医学院回到母校南京大学任教的第三年。也是这一年，他对核糖的自然选择这个重要的问题进行了大胆 探索 。 随着时间流逝，核糖逐渐演化成脱氧核糖（deoxy ribose），RNA 也逐渐被 DNA 取代，后者也成为绝大多数生物的遗传物质。但是，为何 RNA 的骨架是核糖，而不是别的糖？之前有人尝试 探索 这个问题，然而没找到一个简单、普适而有效的答案。这个问题始终悬而未决。 就这一问题，目前有两大学派。其一是生物学学派。生物学家认为核糖并非在第一步生成，原始 RNA 骨架才是首先生成的。该学派认为，最初生成的骨架逐渐被核糖取代掉。但问题在于为什么它会被核糖取代？核糖的专一性也需要得到进一步解释，而该学派一般认为核糖对 RNA 的构象可起到促进作用。 其二是化学学派。2004 年，时任佛罗里达大学教授的著名生物化学家、古基因学家史蒂文•班纳（Steven Benner），首次提出硼酸盐假说，相关论文发表在 Science。他发现，比起阿拉伯糖、木糖、来苏糖这三种五碳糖，核糖能和硼酸盐形成比较稳定的络合物。 但是，硼酸盐假说的局限性在于地壳中硼的储量太低，因此不能有效推动这一选择过程；硅酸盐假说的缺陷在于它无法证明核糖和硅酸盐的络合物比其他三种五碳糖络合物更稳定。二者也存在一个共同的问题，即生成的共价键络合物太过稳定，几乎不能参与核苷酸合成。 对于这一很少有学者涉足的难题，南京大学化学化工学院的王晓课题组，重新拾起了这一“难啃骨头”。而要想理解这项成果，必须先介绍聚糖反应。学界普遍认为聚糖反应是一种天然糖合成反应，该反应一般由甲醛分子出发，在碱的作用下，可生成极其复杂的单糖或多糖混合物。 其中核糖不仅产率极低，在碱性溶液中也极不稳定，这意味着它无法长时间存在，自然也就难以生成核苷。上述假说的局限性也包括它们认定核糖来自于聚糖反应。对于硼酸盐假说，储量极小的硼酸盐，能遇上产率极小的核糖，是一个小概率事件。化学家们不断改进聚糖反应，试图提高核糖产率，但结果都不理想。 为此，王晓团队提出了一个更为普适的新假说。在本次工作中，他们跳出了聚糖反应的束缚，首先从现代糖分析技术中得到启发，考察各种单糖在离子色谱或配体交换色谱中的保留行为，通过对分析化学、发酵学、海洋学等多个领域的大量文献进行元分析，发现了一个重要现象：核糖在所有单糖里保留时间最长。 这一点格外引人注目。基于上述现象，他们认为前生物环境中核糖的自然选择很有可能是分离过程决定的，而不是化学反应决定的，而决定核糖这一特殊性质的很可能是它与金属之间较强的配位作用。 配体交换色谱柱上含有固载的金属离子，因为带正电的金属离子会吸引糖；糖上的氧原子喜欢和金属离子结合，这种作用叫做配位作用。配位作用对于其他糖来说，可能没有核糖那么强烈。王晓设想了一种可吸附金属离子的材料，能通过金属离子去吸引糖，这样核糖就能得到富集。于是他想到了黏土。 地壳中的黏土非常丰富，它的主要成分是硅铝酸盐，而它的一大特性就是吸附或交换金属离子。高岭土作为一种最常见的黏土，它的工业用途之一就是吸附重金属离子。有了黏土和金属离子，就有了一个可能选择吸附核糖的“天然固定相”。从这一猜想出发，他提出了一种史前化学的模型，称为“黏土-金属”模型（Metal-Doped-Clay, MDC）。 基于该假设，王晓团队开始用实验来验证猜想。研究中，他们采用了几种可吸附二价金属的黏土，并考察了二价铜、二价铁等金属。采用二价金属离子的依据在于，距今约 26 亿年前（原始生命诞生之后），地球上曾发生过一次大氧化事件。 目前普遍认为大氧化事件是由于蓝藻类的生物造成的。在大氧化事件之后，地球上才有大量氧气，金属才能以高价态形式出现。 王晓团队一开始考察了四种五碳糖，发现金属附着的黏土对核糖均有选择性吸附，也就是说核糖在上面吸附得最多。此外，他们使用密度泛函理论（DFT）计算模拟了四种五碳糖和黏土-金属材料的配合物，借此从深层次研究了核糖和黏土-金属结合的特殊稳定性。 然后，他们测试了高岭土、蒙脱石、云母这几种最常见的黏土和金属离子的组合，发现大多数黏土-金属材料（MDC）对 R 都存在选择性吸附。并把该实验拓展到十种四、五、六碳糖的混合物，发现富集在 MDC 上最多的依然是核糖。 实验中，他们还使用了先进的连续流微反应系统，这种反应系统含有一个固定床微反应器，它是一组非常精密的不锈钢模块。他们把 MDC 材料装填在微固定床里，用它来模拟在水流冲刷下的核糖选择性吸附行为，发现直到流动化学实验结束时，MDC 依然可以吸附更多的核糖。王晓把这个过程比作“枕石漱流”：核糖吸附在黏土-金属上（“枕石”），经过水流的涤荡（“漱流”），成为唯一被富集的糖类，完成了自然选择。 最后，为进一步验证 MDC 模型，他们尝试在聚糖反应中直接加入 MDC 。结果显示，对于复杂的反应混合物，核糖依然是停留在 MDC 上最多的 C5 - C7 单糖。 也就是说，虽然单次聚糖反应的核糖产率有限，但核糖可以通过在 MDC 上选择性吸附和稳定化，最终实现富集。对于“下游反应”，他们测试了 MDC 吸附的核糖对于各类碱基的反应活性，发现其活性与游离核糖没有差异。 同时对 MDC 吸附核糖的稳定性进行了跟踪，发现至少六周以后，吸附的核糖依然存在。这表明，MDC 吸附的核糖在稳定性和反应性之间，实现了一个非常好的平衡，同时解决了这两方面的问题。 除了糖苷化反应外，他们还研究了 MDC 存在下的核苷磷酸化反应，发现相应核苷酸的产率和 5’ 位选择性均高于已报道的最佳条件。简言之，核糖在生成之后，就会吸附并富集在黏土-金属材料上，随后发生糖苷化反应，并通过磷酸化反应来生成核苷酸，最终形成 RNA。 王晓团队推测，富含黏土–金属的地球环境可能形成于冥古宙（Hadean）晚期至太古宙（Archaean）早期。在这一时期，海底热液流体（Hydrothermal Fluid）带出的大量二价金属离子和海底超基性岩作用，生成了黏土–金属。 原始生命诞生于太古宙早期，这一过程应该不会重复发生，因为从太古宙中期开始，陆地出现，海洋面积减小，因此他们推测黏土-金属形成的几率也随之减小。 2021 年 9 月 23 日，这项工作以“A plausible prebiotic selection of ribose for RNA－formation, dynamic isolation, and nucleotide synthesis based on metal－doped－clays”为题发表在 Chem 上。南大化院 2020 级博士研究生赵泽润为论文第一作者，王晓副教授为通讯作者[1]。 能提出这一假说，也和王晓多年的化学积累有关。2003 年，他毕业于南京大学化学系，获理学学士学位。同年赴美国匹兹堡大学学习，师从著名有机氟化学家丹尼斯·科闰（Dennis Curran）教授，2009 年获博士学位。2008 年至 2011 年，他在美国科学院院士、麻省理工学院（MIT）斯蒂芬·布赫瓦尔德（Stephen Buchwald）教授实验室进行博士后研究。博后研究结束后，他在哈佛大学医学院任 Instructor。2017 年 11 月起，他正式回到南京大学任教。 谈及未来，王晓表示，在短期内他们还将继续 探索 “ RNA 世界”中的各种难题，比如核糖和碱基的糖苷化反应能否选择性地生成 N9 嘌呤核苷，能否直接生成嘧啶核苷。同时他强调，由于缺乏“化学化石”（Chemical Fossil）的佐证，生命起源的研究是很难有定论的，人们只可能无限接近真相。一个假说或理论要经得住考验，除了它能解决的核心问题外，需要遵循几个要素：符合原始地球环境、逻辑严谨、能和现代生物学接轨。他们会努力做到这几点。 专业支持：猫学长 参考： 1. Ze-Run Zhao、Xiao Wang，Chem23,（2021）
tgtt454
将硼酸加热致100℃，由于不断地失去水分，它首先变成偏硼酸，它有三种变体，熔点分别为176℃、201℃和236℃。硼酸的脱水以生成偏硼酸宣告结束（只要温度不超过150℃）。再继续加热，水被脱净生成氧化硼。晶体氧化硼450°C时溶化。无定型氧化硼没有固定的熔点，它在325℃时开始软化，500℃全部成为液体。稳定性硼酸是一种稳定结晶体，通常保存下不会发生化学反应。温度、湿度发生剧变时会发生重结晶而结块。储存时应注意远离剧变的环境，保证完好的包装．
六方氮化硼研究进展论文大纲
氮化硼在陶瓷在中的添加量是2%。根据查询相关公开信息显示，六方氮化硼，具有白色石墨之称，具有类似石墨的层状结构，有良好的润滑性，具有绝缘性导热性和耐化学腐蚀性，六方氮化硼在陶瓷中的添加量是2%，六方氮化硼陶瓷室温时似铁，600℃以上超过导热性好的氧化铍陶瓷。氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼（CBN）和纤锌矿氮化硼（WBN）。
氮化硼的高导热性一直是科研工作者所热衷的，主要是利用纳米h-氮化硼和c-氮化硼的高导热系数制备复合材料以起到加速散热和导热的效果。图为氮化硼纳米片复合材料导热机理。同时可解决热导材料与处于运行中的电气部件相接触而需要的高电阻率材料避免短路的问题，氮化硼比碳纳米管更适合做热导材料。将超声剥离的二维氮化硼纳米片和一维纤维素纳米纤维共混，制备的复合材料热导率高达 180W/(m·K)，是迄今为止热导率最高的纳米复合材料。
氢气是目前最清洁的能源，对解决大气污染问题有着光明的发展前景。如何能够安全有效的使用和储存氢气，是研究者首要解决的问题。用三聚氰胺和硼酸作为前驱体，在 900-1100℃制备了多孔氮化硼纳米带，比表面积高达1488m2/g，是已报道的氮化硼家族中比表面积最大的，其储氢性能也非常卓越。
天元航材的氮化硼作为一种先进的纳米材料和陶瓷材料，氮化硼纳米材料以其优秀的物理和化学性能受到了各个领域的青睐，在光电、环保及日化等领域也必将发挥更重要的作用。我们需要在已有的研究和应用基础上，开拓思路，实现氮化硼纳米材料的大规模、经济实惠、零污染合成，促进广泛应用。
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石墨烯的性质研究论文好写吗
具有较大的比表面积，良好的导电性和导热特性，是很有潜力的储能材料。石墨烯作为新型储能材料，其优势有以下几点： 石墨烯具有良好的导电性和开放的表面，赋予其很好的储能功率特性。其宏观结构由微米级、导电性好的石墨烯片层搭接而形成，形成开放的大孔径体系，这样的结构为电解质离子的进入提供了势垒极低的通道，保证这种材料良好的功率特性。 石墨原料储量丰富、便宜，化学法制备的石墨烯成本较低。在对其工艺进行优化、放大之后，化学法制备的功能化石墨烯材料有望成为很有竞争力的储能材料。 石墨烯性状特征和活性炭、石墨材料相近，如果作为电极材料，可以与现有的超级电容器和锂离子电池的工艺路线兼容。石墨烯材料具有导电和导热特性，且可以形成厚度可调控的石墨烯膜，可以构建非常好的薄膜电池和储能器件。 石墨烯具有较大的理论比表面积，大的比表面积决定了其具有较高的能量密度。目前石墨烯材料的比表面积（200～1200 m2 /g） 与理论预测值还有较大的差距，如何调控石墨烯的织构，使石墨烯表面可以完全被电解质溶液所浸润，是目前的重要课题。 石墨烯作为sp2杂化材料的基元材料，可以通过表面改性、复合，构筑“纳米建筑”等手段对其进行二次结构的构建，通过优化结构，获得高储电容量的材料。在分子筛微孔孔隙中可以制备获得单层石墨烯片层扭曲形成的单壁多孔炭，经过热处理可以获得非常好的大功率特性。苏州华诚电子石墨烯。总之，石墨烯材料具有优异的储能性质，也表现出良好的应用前景。目前石墨烯的研究尚待深入，经过系统研发，解决其中科学问题和工艺问题后，有望成为市场潜力巨大的电极材料。
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科学认识石墨烯的应用价值及未来前景
就是C单质只是比较坚硬用途广泛石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。它的厚度大约为，根据制备方式的不同而存在不同的起伏，通常在垂直方向的高度大约1nm左右，水平方向宽度大约10nm到25nm，是除金刚石以外所有碳晶体（零维富勒烯，一维碳纳米管，三维体向石墨）的基本结构单元。很早之前就有物理学家在理论上预言，准二维晶体本身热力学性质不稳定，在室温环境下会迅速分解或者蜷曲，所以其不能单独存在。[1] 直到2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，对于石墨烯的研究才开始活跃起来，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的气体分子（氦气）也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。[
关于富勒烯研究新进展的论文
在美容护肤方面，富勒烯作用非常大!主要是通过吸收人体内的自由基，起到抗衰抗氧化的作用。机体代谢，紫外线等因素使人体产生自由基，自由基会抢夺正常细胞中的电子，使正常细胞病变、死亡。富勒烯进入人体内像海绵一样吸附自由基，当吸附的自由基为偶数时，自由基会两两结合淬灭，随汗液体液等排出体外，进而提高皮肤中胶原蛋白质，水分的含量，达到抗衰老，抗氧化，细化皱纹，祛痘，美白，抗紫外线等效果。
富勒烯（Fullerene) 是单质碳被发现的第三种同素异形体。任何由碳一种元素组成，以球状，椭圆状，或管状结构存在的物质，都可以被叫做富勒烯，富勒烯指的是一类物质。富勒烯与石墨结构类似，但石墨的结构中只有六元环，而富勒烯中可能存在五元环。1985年Robert Curl等人制备出了C60。1989年，德国科学家Huffman和Kraetschmer的实验证实了C60的笼型结构，从此物理学家所发现的富勒烯被科学界推向一个崭新的研究阶段。富勒烯的结构和建筑师Fuller的代表作相似，所以称为富勒烯。初步研究表明，富勒烯类化合物在抗HIV、酶活性抑制、切割DNA、光动力学治疗等方面有独特的功效。作为一种新发现的工业材质， 它的特性： 1.硬度比钻石还硬 2.轫度(延展性)比钢强100倍 3.它能导电，导电性比铜强，重量只有铜的六分之一 4.它的成分是碳，所以可从废弃物中提炼。同时，这种材料在电、光、磁、物理应用、化学应用、电化学应用、护肤品、多元体研究、有机太阳能电池等方面都有不同的应用。
富勒烯----一项获得诺贝尔奖的发现
“富勒烯”，1985年由一个国际科学家小组发现的一种完全由碳组成的中空分子，形状呈球型、椭球型、柱型或管状。化学式C60。因为其分子结构与建筑学家巴克明斯特·富勒的建筑作品很相似，为了表达对他的敬意，将该分子命名为“巴克明斯特·富勒烯”，也称为巴克球，1996年，这项发现被授予了诺贝尔奖。
用于工业润滑的无机富勒烯二硫化钨技术
1992年，魏茨曼科学研究所的Reshef Tenne教授发现了首个 无机富勒烯状二硫化钨的亚微米3D粒子: 富勒烯状（近似球形）无机二硫化钨的亚微米（纳米）3D粒子。（ 以下简称 无机富勒烯二硫化钨）
二硫化钨是科学界所知的最具润滑作用的化合物之一，它被广泛应用于NASA（美国国家宇航局）、军事、航天和 汽车 工业中。无机富勒烯二硫化钨是极其均匀和高度对称的球形结构，由几十层同心的无机化合物构成。
一 组科学级的无机富勒烯二硫化钨的透射电子显微镜(TEM)图像。请注意看它的层数!
无机富勒烯二硫化钨分子结构像一个足球，1个粒子的直径范围在120-280纳米之间，1克富勒烯二硫化钨（IF-WS2）粉末中含有2500亿个无机富勒烯二硫化钨。
NIS是世界上唯一被魏茨曼科学研究所授权的无机富勒烯二硫化钨的商业制造商，致力于无机富勒烯二硫化钨相关产品的开发，测试，存储和混合。产品包括但不限于无机富勒烯二硫化钨配方系列的极压（EP）抗磨（AW）和抗摩擦（AF）润滑添加剂，润滑剂，润滑脂等。
无机富勒烯二硫化钨产品技术的知识产权依托于商标、版权、商业机密和一百多项专利，其中包括以下全球主要专利：
无机富勒烯二硫化钨所具有的形状和大小可以填充接触表面的孔隙和裂缝（防止裂缝进一步扩大和延伸）。
近球形的无机富勒烯二硫化钨如同纳米滚珠轴承，产生减摩效果；最终，它会产生平滑的调节作用，修复先前损坏的表面。
无机富勒烯二硫化钨有几十个像洋葱一样的同心层。因形态独特，这些颗粒可以在金属表面之间滚动，然后在压力作用下剥落。在此过程中，在接触面上形成了一层保护性的抗摩擦膜，该保护层有助于降低运行温度，减少磨损，提高生产效率，同时降低生产成本。换言之，含有无机富勒烯二硫化钨的润滑脂（即富勒烯润滑脂）在极端压力、负荷和冲击力下皆性能优异。
IF-WS2(无机富勒烯二硫化钨)与MoS2(二硫化钼)的对比
关于富勒烯在清除自由基方面的功效目前已有近3万篇论文被发表，近3千个专利获得了认可。正因如此，21世纪以来富勒烯开始被用作化妆品原料，具有抗皱、美白、预防衰老的卓越价值，成为备受瞩目的尖端美容成分。许多高端护肤品品牌含有富勒烯成分，就比如菲特莉富勒烯系列护肤品。