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中国科学：材料科学（英文）
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中国科学：材料科学（英文）/EISCI
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    以LiB3O5为模板设计深紫外零级波片材料

    张志远徐蝶Abudukadi Tudi杨志华...
    914-920页
    查看更多>>摘要：以著名的LiB3O5为模板,通过增强其结构中B2O5的夹角使双折射更小,在封闭体系中通过高温溶液法获得了两种新的用于制造零级波片的双折射晶体Li2MLaB18O30(M=Rb,Cs).有趣的是,相邻的B2O5接近垂直排列,使得它们表现出比商用石英晶体(Δn～0.0092在可见光区域)小得多的双折射率(分别为0.0032@532 nm和0.0027@532 nm).此外,Li2MLaB18O30(M=Rb,Cs)晶体的紫外截止边均低于200 nm,表明它们可用作深紫外区域的零级波片材料.

    tiny birefringencezero-order waveplatedeep-ultra-violet regionangle of B2O5

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    相位分布管理的准二维钙钛矿薄膜在纳秒脉冲激光泵浦下实现高效放大自发发射

    韦晓燕刘征征杨洁唐孝生...
    921-930页
    查看更多>>摘要：准二维钙钛矿表现出独特的光物理性质,这使它们成为激光技术潜在进步的优秀候选材料.高性能纳秒脉冲激光和放大自发发射(ASE)是实现连续波抽运光电泵浦激光器的关键工艺.然而,在纳秒脉冲激光泵浦下发展准二维钙钛矿ASE或激光仍然存在一些困难,包括表面缺陷浓度高、俄歇复合和能量传递效率低.本文通过无添加剂的Cs+阳离子掺杂策略,可以很好地控制准二维钙钛矿膜的形貌和相分布,从而解决了低n相导致的能量传递途径不足的问题.本文通过快速的能量传递过程揭示了增益性质和载流子复合.基于此,掺杂适当比例Cs+阳离子的PEA2(FA0.7Cs0.3)2Pb3Br10钙钛矿膜的净增益系数比原始钙钛矿薄膜提高了近3倍,从而将纳秒激光激发下的放大自发发射阈值降低到1/3.研究结果表明,在准二维钙钛矿中掺杂Cs+可为实现高性能激光器件的相位分布设计提供见解.

    quasi-2D perovskitecesium cationamplified spon-taneous emissionenergy transferphase distribution

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    发射峰为875 nm的高热稳定性立方相Sc(PO3)3∶Cr3+荧光粉

    刘乐聂文东吴会杰张景荣...
    931-938页
    查看更多>>摘要：近红外(NIR)荧光粉转换型发光二极管(pc-LED)具有尺寸小、效率高以及光谱易于调节的特点,在特种照明、传感、微型近红外光谱仪等各领域有很好的应用前景.目前,已报道的发射波长超过850 nm的近红外荧光粉的荧光热稳定性较差.在本项研究中,我们合成了一种立方相结构的Sc(PO3)3∶xCr3+(x=0,1,5,10,12,14,16,18 at％)荧光粉,其具有725-1150 nm的宽发射带,发射峰为875 nm,与之前报道的发射峰超过850 nm的荧光粉相比,其表现出优异的热稳定性,在423 K下,5 at％样品的积分发光强度保留了室温下的73.4％.通过对比研究立方相和单斜相Sc(PO3)3∶Cr3+荧光粉变温X射线衍射,发现立方相荧光粉优异的荧光热稳定性可能归因于高温下较小的键长和键角变化.利用该荧光粉制备的NIR pc-LED在150 mA电流驱动下,产生了26.62 mW的NIR辐射功率.驱动电流为10 mA时,最高电光转换效率为11.87％.这项工作为开发具有优异荧光热稳定性的Cr3+离子掺杂近红外荧光粉提供了思路.

    near infrared phosphorpc-LEDsbroadband emis-sionSc(PO3)3luminescent materials

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    Sr2LuNbO6∶Mn4+深红荧光粉的光学性质:晶体场劈裂和多模振动耦合

    周广涵张德保唐飞郑昌成...
    939-945页
    查看更多>>摘要：本研究利用光致发光(PL)、光致发光激发(PLE)、时间分辨PL和拉曼光谱技术等,详细研究了通过熔盐固相法合成的Sr2LuNbO6∶Mn4+深红荧光粉的光学性质.在室温下,样品的PL光谱呈现出阶梯状谱形.然而,在低温下,测量的PL光谱由两组多模振动电子发光谱线组成.基于变温PL光谱和拉曼光谱,我们识别出双零声子谱线以及两组恒定能量间隔为～2.8 meV的多模声子伴线.这项研究首次发现Mn4+离子的2Eg激发态能级在氧化物八面体晶格中具有～2.8meV能量差的劈裂,并证实多种振动模式深度参与Mn4+离子的振动电子发光.

    oxide phosphordeep red luminescenceMn4+ionexcited-state splittingimpurity-lattice coupling

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    可见光到近红外Ⅱ区内宽领域可调发射的芘基共晶

    夏星宇吕强余悦车宗路...
    946-953页
    查看更多>>摘要：有机材料的可变发光在波导和显示应用方面具有广泛的潜力.然而,基于单一有机分子体系实现从可见光到近红外区域的大范围发光调节仍然是一项挑战.本文介绍了一系列基于芘的同构共晶体,可提供从可见光到近红外Ⅱ区的可调发射.它们的能级是通过引入电荷转移和无氟芳烃-全氟芳烃相互作用而定制的.令人印象深刻的是,这项工作中的有机微晶可以成功地应用于微观层面的多色波导以及宏观层面的二维码显示,为先进的光子学开辟了新的道路.这项工作为获得400至1100 nm的有机晶体提供了一种简单而有效的方法,从而为制造多种光电子学的核心材料提供了可能性.

    organic cocrystaltunable emissionnear-infrared Ⅱ(NIR-Ⅱ)optical waveguidequick response(QR)code

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    具有强光吸收和超亲水性的层级木质素基静电纺丝碳膜用于海水淡化

    陈嘉玥曹美莲岳一莹
    954-964页
    查看更多>>摘要：木质素的高价值利用满足了废弃物资源化利用的需求,对实现碳中和具有重要意义.然而,木质素在高温下不稳定,容易熔化和变形,需要较长的稳定时间.通过电纺制备的碳纳米纤维(CNF)膜具有高纵横比、低密度、良好的光吸收和丰富的孔隙结构等优势.本文基于共电纺技术制备了一种以木质素为基础的CNF膜材料.该材料的制备过程不仅能够节省木质素基纳米纤维的稳定时间,还通过氯化锌激活和添加孔隙形成剂(苯二甲酸和聚甲基丙烯酸甲酯)提高了膜的亲水性和光吸收性能.作为界面太阳蒸发系统的光热层,该膜在整个太阳光谱下的光吸收率为94.3％.此外,以制备的CNF膜作为光热层的界面太阳蒸发系统(@1 sun)表现出1.43 kg m-2h-1的蒸发速率,蒸发效率为93.8％.此外,蒸发器具有良好的循环和耐盐性能,在连续照射15 h后仍然保持卓越的蒸发速率.这种以木质素为主要碳源的CNF膜在海水淡化应用中具有巨大的光热转化潜力.

    biomass-derived ligninelectrospinningcarbon nanofibers membranephotothermal conversiondesalination

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    具有超高碱性稳定性和尺寸稳定性的聚芳烃N-甲基奎宁基阴离子交换膜

    文菊贺显颖张干兵曾梦莹...
    965-973页
    查看更多>>摘要：阴离子交换膜水电解槽的阴离子交换膜成本低、无需铂族贵金属催化剂,有望取代高成本的质子交换膜水电解槽.然而,阴离子交换膜的尺寸稳定性差以及在高温、高浓度碱液中的稳定性差,阻碍了阴离子交换膜水电解槽的发展.最近,我们合成了一种具有优异碱性稳定性的聚(三苯基-N-甲基奎宁基)阴离子交换膜,为了进一步提高这种阴离子交换膜的机械强度和尺寸稳定性,在本工作中,我们添加了三氟苯乙酮来制备聚(三苯基-三氟苯乙酮-N-甲基奎宁基)阴离子交换膜.这种共聚阴离子交换膜具有超高的碱性稳定性(在80℃,10 mol L-1的NaOH溶液中浸泡1600小时后OH-电导率和机械强度不发生衰减),优异的尺寸稳定性(30-80℃温度下,纯水中溶胀率不超过7％;10 mol L-1的NaOH溶液中溶胀率不超过2％),高氢氧根电导率(80℃时达134.5 mS cm-1)和高机械强度(抗拉伸强度达43.2 MPa).这种阴离子交换膜和镍合金泡沫电极组装的简易水电解槽在80℃下,2.0 V和5 mol L-1的KOH水电解质中具有1780 mA cm-2的优异电流密度,并且具有高耐久性.

    anion exchange membraneN-methylquinuclidi-niumalkaline stabilitydimensional stabilitywater electrolyser

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    低温热循环加速非晶合金剪切带在室温的结构弛豫

    魏玉锋潘杰孙永昊李宁...
    974-982页
    查看更多>>摘要：低温热循环是实现非晶合金结构回春的一种简单有效方法,但某些非晶合金在低温热循环处理后发生弛豫而不是回春.本研究通过在非晶合金中引入剪切带,在同一块样品上获得了不同区域初始能量不同的非晶合金,系统地研究了不同初始状态对低温热循环处理效果的影响.研究结果发现,在经过低温热循环处理后,同一试样中的剪切带发生结构弛豫,而基体发生结构回春.类似的双向变化趋势还可以从显微硬度、纳米压痕曲线以及压痕形状的变化上得到验证.经历了 100次低温热循环处理后,剪切带和基体的焓和硬度均收敛到一个平衡值.低温热循环能够加速剪切带的结构弛豫,实现了在低温热循环的上限温度上做长时间退火所达不到的状态.文中还采用自由体积模型对实验结果进行分析,阐明了非晶合金的初始状态影响其结构演化方向的机理.本研究为低温热循环处理非晶合金提供了新见解,阐明非晶合金初始状态在其焓变方向上的关键作用.

    metallic glassescryogenic thermal-cyclingre-juvenationrelaxationenergy state

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    中程尺度类晶体结构决定非晶合金慢二次弛豫

    罗强邵里良薛琳崔静贤...
    983-990页
    查看更多>>摘要：二次弛豫特别是慢β弛豫和结构不均匀性是非晶合金悬而未决的关键问题.尽管经历了几十年的深入研究,慢β弛豫与结构不均匀性之间的本征关联及其成分依赖性尚未建立.本文以镝基块体非晶合金为载体,通过微量掺杂不同类金属元素包括硼、碳、氮和硅,实现了β弛豫的有效调控,并且揭示了其原子尺度结构起源.通过对比研究混合焓、弹性不均匀度、相互作用强度和不完美序结构(或类晶体结构)对β弛豫的影响,发现β弛豫强度与中程类晶体结构的含量密切相关(与混合焓没有显著的对应关系),这表明原子的链状协同运动发生在含有类晶体结构的中程序软区.此外,镝元素和类金属元素之间的相互作用强度对于类晶体结构的形成至关重要.本工作对于理解β弛豫的原子结构起源和调控非晶合金性能具有重要意义.

    β-relaxationstructural heterogeneitymetallic glassimperfect order

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    模拟宿主防御肽的聚(2-噁唑啉)作为佐剂增强多粘菌素B的抗菌活性并拓展抗菌谱

    罗政杰赵学斌周敏邹景橙...
    991-999页
    查看更多>>摘要：临床上常用的广谱抗生素无法有效解决抗生素高度耐药ES-KAPE菌感染的难题,ESKAPE耐药菌已经成为人类生命健康的重大威胁.抗生素与佐剂的联合治疗是解决抗生素耐药菌感染的重要途径,但是探索对所有ESKAPE耐药菌都具有广谱和高效抗菌活性的抗生素-佐剂组合仍然面临巨大挑战.在这里,我们提出了一种抗生素-佐剂的有效设计策略,将对ESKAPE中耐药阴性菌具有高活性的多粘菌素B(PMB)与模拟宿主防御肽的细菌膜靶向阳离子聚(2-噁唑啉)相结合.我们通过2-噁唑啉单体可控聚合,合成了一系列具有不同疏水性侧链的阳离子聚(2-噁唑啉).研究表明,聚(2-噁唑啉)和PMB的组合效果随着聚(2-噁唑啉)侧链疏水性的提高呈现出从拮抗效应到协同效应的逐渐变化.其中,优选的聚(2-噁唑啉)EACA-POX20显著增强了PMB的抗菌活性,尤其是对于ESKAPE耐药阳性菌的抗菌活性增强了 16-32倍.聚(2-噁唑啉)EACA-POX20有效增强了PMB的抗菌活性并扩展了PMB的抗菌谱.聚(2-噁唑啉)和PMB的组合策略能够有效对抗所有耐药ES-KAPE 病原体,为解决 ESKAPE 耐药菌提供了新的思路.

    poly(2-oxazoline)sESKAPE bacteriapolymyxin Bbroad-spectrum activity

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