Cell于2018年推出了綜合性開源期刊 iScience。這本期刊已經于2020年獲得了第一個影響因子——4.447。
iScience收錄方向十分廣泛,這一點從他的編輯團隊的研究背景就可以看出:Simona、Sheba Agarwal是分子生物學家,Stefano、Tian Zhang和Jian Li為材料相關學科專家、Dorota Badowska和Rituparna Chakrabarty是神經科學專家、Swapnika Ramu是醫學類專家…
iScience于2018年創刊,當年發文量為226篇,2019年這個數字達到了521篇,這個數字對于一個新刊而言是非常大的。預計2020年的發文量會達到1000(還未公布)。
在iScience上發文量最多的十個國家(地區)分別是:美國、中國大陸、日本、德國、英國、法國、澳大利亞、瑞士、新加坡和加拿大。值得一提的是,中科院是發文量最多的機構。
這篇文章為大家總結了最近兩個月中,中國的材料科學家在iScience上發表的文章。我們一起來看看哪些優秀的中國學者在iScience上發表文章。
吉林大學/中科院/南科大:混合納米發電機可有效利用機械能和太陽能
太陽能和風能收集技術正日益成為一種經濟高效的能源形式,并得到了全球政府政策的大力支持。為了有效地利用日常生活中浪費的機械和太陽能,已經分別或同時報道了多種基于多重效應的功能和結構的納米發電機,稱為雜交納米發電機。文章回顧了混合納米發電機的發展,包括太陽能和機械能的工作機理。此外,討論了用于利用機械能和太陽能的納米發電機的分類,綜述了雜交納米發電機的潛在應用。最后,討論了混合納米發電機的挑戰和前瞻性以及未來探索的輸出性能,穩定性,制備,大規模利用和效率的改進。混合納米發電機作為能源技術將在能源和自供電傳感器系統中普及。
Hybridized nanogenerators for effectively scavenging mechanical and solar energies.
(iScience, 2021, DOI:10.1016/j.isci.2021.102415)
臺州學院鐘文武:空氣中的激光燒蝕及其在催化水分解和鋰離子電池中的應用
脈沖激光已在基礎科學和實踐技術中廣泛使用。從這個角度出發,文章重點介紹了在能量相關的催化反應中采用脈沖激光燒蝕空氣(LAA)的方法。使用LAA,樣品可以直接在環境空氣中燒蝕,這使得該技術易于實施。可以通過LAA在多個方面對材料進行修改,例如形態調制,異質結制造或缺陷工程,這些都是與能量相關的催化反應的理想特征。文章首先簡要介紹該技術,包括其機理,實驗裝置以及激光燒蝕材料的特性,以此來開始研究這一觀點。然后總結了最近使用LAA的工作,以證明LAA在能源領域的前景廣闊。最后,提出并討論了有關LAA未來使用的一些機會。
Laser ablation in air and its application in catalytic water splitting and Li-ion battery.
(iScience, 2021, DOI:10.1016/j.isci.2021.102469)
馬里蘭大學李騰:機器學習加速的單原子催化劑析氧反應超電勢預測
氧氣析出反應(OER)是與能源相關的應用中的關鍵反應,但其動力學緩慢且過電位大。期望開發有效的OER電催化劑,例如單原子催化劑(SAC)。馬里蘭大學李騰演示了機器學習(ML)加速所有過渡金屬OER超電勢的預測。基于15種SAC的密度泛函理論(DFT)計算,作者設計了一種基于拓撲信息的ML模型,以將OER超電勢與相應SAC的原子特性進行映射。與純DFT計算相比,訓練有素的ML模型不僅可提供出色的預測精度(相對誤差為6.49%),而且可使預測時間減少13萬倍。此外,揭示了將SAC的超電勢與其原子特性相關聯的內在描述符。這項研究的方法和結果可以很容易地應用于其他SAC的篩選,并顯著加快了許多其他反應的高性能催化劑的設計。
Machine learning-accelerated prediction of overpotential of oxygen evolution reaction of single-atom catalysts.
(iScience, 2021, DOI:10.1016/j.isci.2021.102398)
西安電子科技大學楊如森:生物相容性納米發電機的制備與應用
作為一種新型的可持續能源,無處不在的機械能受到了廣泛的關注,并被各種類型的納米發電機成功地收集到。其中,生物相容性納米發電機由于其在生物醫學應用中的潛力而特別受到關注。在這篇綜述中,西安電子科技大學楊如森概述了生物相容性納米發電機的制造和應用方面的最新成就。文章介紹了納米發電機的開發過程和工作機理,討論和比較了不同的生物相容性能量收集材料,例如氨基酸,肽,蠶絲蛋白和纖維素。然后,作者討論了生物相容性納米發電機的不同應用。最后,作者對這一新興領域提出了挑戰和潛在的研究方向。
Fabrication and application of biocompatible nanogenerators.
(iScience, 2021, DOI:10.1016/j.isci.2021.102274)
伍斯特理工學院王巖:當前和未來的鋰離子電池制造
鋰離子電池(LIB)已成為現代社會的主要儲能解決方案之一。LIB的應用領域和市場份額迅速增長,并繼續呈現穩定增長的趨勢。LIB材料的研究取得了巨大的成就。業界已經采用了許多創新材料并將其商業化。但是,關于LIB制造的研究落后。許多電池研究人員可能并不確切知道LIB的制造方式以及不同的步驟如何影響成本,能耗和吞吐量,從而阻礙了電池制造的創新。這篇文章介紹了最先進的制造技術,并根據生產過程分析了成本,生產量和能耗,然后回顧了有關高成本,能源和時間的研究進展,LIB制造的需求步驟。最后,作者分享他對LIB制造挑戰的看法,并提出LIB制造研究的未來發展方向。
Current and future lithium-ion battery manufacturing.
(iScience, 2021, DOI:10.1016/j.isci.2021.102332)
華南理工大學夏志國:Li/Na替代和Yb3+共摻雜可實現用于發光二極管的LiIn2SbO6:Cr3+的可調近紅外發射
近紅外(NIR)熒光轉換的發光二極管(pc-LED)在非侵入式檢測中具有巨大潛力,而可調諧寬帶NIR熒光的發現仍然是一個挑戰。華南理工大學夏志國報道了Cr3+活化的LiIn2SbO6在492 nm激發下表現出從780 nm到1400 nm的寬發射帶和225 nm的半峰全寬(FWHM)。通過Li/Na取代,發射峰從970 nm調整到1020 nm,并且FWHM(285 nm)大大加寬。取決于Yb3+共摻雜,會出現一個更強的Yb3+ NIR熒光峰,并具有改善的熱阻,這歸因于從Cr3+到Yb3+的有效能量轉移。最后設計了一種NIR pc-LED封裝,該封裝具有很強的穿透肌肉組織的能力,因此可以觀察到針的插入深度,表明該磷光生色團可用于無損監測。
Li/Na substitution and Yb3+ co-doping enabling tunable near-infrared emission in LiIn2SbO6:Cr3+ phosphors for light-emitting diodes.
(iScience, 2021, DOI:10.1016/j.isci.2021.102250)
南方科技大學楊燦輝:使用稀釋墨水直接書寫水凝膠的墨水
直接墨水寫入(DIW)打印已在多種應用中使用。現有的DIW印刷依靠特定流變學的油墨來適應印刷過程,從而限制了可印刷材料的選擇。油墨粘度范圍為10-1至103 Pa·s。在這里,南方科技大學楊燦輝報告了一種通過操縱墨水與基材之間的相互作用來實現與稀墨水(10-3 Pa·s)兼容的DIW打印的方法。通過以水凝膠印刷為例,構建了一個印刷系統,并顯示出具有適當表面能的稀釋墨水一旦擠出,便可以自發潤濕并停留在表面能較低的表面上較高表面能的區域內,同時還能抵抗重力并保持形狀不變。文章展示了在各種基材上印刷各種材料的多樣性,以及通過所提出的方法立即實現的三種部署。該方法擴大了用于DIW打印的可打印材料和用于增材制造的工具箱的范圍。
Direct-ink-write printing of hydrogels using dilute inks.
(iScience, 2021, DOI:10.1016/j.isci.2021.102319)
西安電子科技大學常晶晶:高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池的協同表面電荷轉移摻雜和鈍化
近年來,由于高功率轉換效率(PCE),有機-無機鹵化鉛鈣鈦礦太陽能電池(PSC)備受關注。通常,鈣鈦礦/電荷傳輸層的界面以及鈣鈦礦膜表面和晶界的缺陷是PSC效率和穩定性的重要因素。西安電子科技大學常晶晶使用具有吸電子五氯苯基和良好能級的擴展苯并五氫富瓦烯化合物(FDC-2-5Cl)作為電荷轉移分子來處理鈣鈦礦表面。具有五氯苯基的FDC-2-5Cl可以接受鈣鈦礦中的電子作為p型摻雜劑,并鈍化表面缺陷。FDC-2-5Cl在鈣鈦礦表面上的p型摻雜效應引起鈣鈦礦表面的能帶彎曲,從而改善了從鈣鈦礦中提取空穴的能力。結果,經過FDC-2-5Cl處理的PSC達到了21.16%的PCE,具有1.14 V的增強的開路電壓(Voc)和出色的長期穩定性。
Synergetic surface charge transfer doping and passivation toward high efficient and stable perovskite solar cells.
(iScience, 2021, DOI:10.1016/j.isci.2021.102276)
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