《自然》《科学》一周(7.9-7.15)材料科学前沿要闻
自然辩证法论文材料科学与工程
材料“科学”与“技术”
——结合材料科学与工程专业浅谈科学和技术的区别及意义
材料科学与工程专业S080465 刘柱
“科技”是一个常常被人们挂在嘴边的词语，他的意思是“科学和技术”。但是，很长时间以来，“科学技术”似乎成为大家的口头禅，然而这两者却存在着深刻的差别，而我们并不加以区分，而是简简单单的认为是一种高高在上的东西。在学习了“自然辩证法”之后，我对这个词语有了深刻的认识，从而在以后的学习和工作中，能够更好的认识和学习我的专业----材料科学与工程。
科学是指理论化了的知识体系，旨在揭示客观事物的本质和运动规律，是人类社会实践之产物，是社会意识形式之一。技术则是指关于制造某项产品、应用某项工艺或提供某项服务的系统知识。具体拿材料科学与工程来说：
“材料科学与工程”的任务是研究材料的结构、性能、加工和使用状况四者间的关系。所谓结构，包括用肉眼或低倍放大镜观察到的宏观组织，用光学或电子显微镜观察到的微观组织，用场离子显微镜观察到的原子象，以及原子的电子结构。所谓性能，包括力学性能物理性能、化学性能、以及冶金和加工性能等工艺性能。所谓加工，是指包括材料的制备、加工、后处理（再循环处理)在内的各项生产工艺。所谓使用状况，则是指材料的应用效果和反响(例如，有些材料在使用过程中组织结构不稳定，或易受环境的影响，使性能迅速下降等)。材料的结构、性能、加工和使用状况这四个因素称为材料科学与工程的四要素。因此，材料科学与工程就是研究四要素之间的关系的一门学科。
在四要素关系中，最基本的是结构和性能的关系，而“材料科学”的主要任务就是研究材料的结构、性能及二者间的关系。—是通过实验，二是总结生产实践的经验，三是建立材料基础理论，从理论上预计材料的结构和性能。“材料工程（技术）”的主要任务是着重材料的加工工艺、应用性能及二者间的密切联系。一是材料的加工归根结底在于应用，通过对材料的成形、加工、表面处理等工程技术手段对材料实现改性，从而实现应用的目的。二是通过不同材料的使用要求，研究材料的各种性能改善的工程技术，而促进材料工程的发展。
《自然》：麻省理工造出革命性材料，比塑料还轻，比钢还要硬
《⾃然》：⿇省理⼯造出⾰命性材料，⽐塑料还轻，⽐钢还要硬
想象这样⼀种材料，⽐钢还硬⼀倍，但重量却只有钢的六分之⼀，并且还可以很容易地⼤
规模⽣产出来。你⼀定会说，这当然是⼀种⾰命性的材料，可以彻底改变世界，然⽽这只是⼀
种理想的材料，现实中完全不可能。
但你可能要⼤跌眼镜了，《⾃然》杂志2⽉2⽇发表了⼀项研究，美国⿇省理⼯学院的研究
⼈员已经制造出了这种“不可能”的材料，并且申请了两项专利。
这项研究来⾃⿇省理⼯学院化学⼯程教授迈克尔·斯特拉诺（Michael Strano）领导的团
队，第⼀作者是博⼠后曾⽟伟（Yuwen Zeng）。
这种材料被命名为2DPA-1，是⼀种⼆维聚合物，可以⾃我组装成⽚状，从⽽形成了极其坚
固的，⽐钢还强，和塑料⼀样轻的轻质材料。
聚合物也就是我们所称的塑料、塑胶等⾼分⼦材料，这些材料具有⾮常⼤的分⼦量，分⼦
间由共价键将单体连接在⼀起，通过在末端添加新的分⼦⽽成长。⼀旦形成，聚合物可以通过
注塑成型制造成三维物体，例如⽔瓶等。
此前聚合物被认为只能形成⼀维的，像意⼤利⾯条⼀样的链状结构，但⾼分⼦科学家也⼀
直设想，能够通过某种⽅式诱导其⽣长为⼆维⽚材，从⽽带来强度上的极⼤提⾼，但密度仍然
保持聚合物的低密度。
然⽽研究进⾏了⼏⼗年，所有的努⼒都失败了，因为科学家们发现，只要有⼀个单体向上
或向下旋转，离开了⽣长⽚材的平⾯，材料就会在三维空间膨胀，从⽽导致⽚状结构的消失。
科学家们因⽽得出⼀个令⼈⽆奈的结论，这种材料是不可能实现的。
⿇省理⼯的研究⼈员使⽤了⼀种叫做三聚氰胺的化合物——没错，就是前些年⽜奶⾥添加
自然辩证法论文 材料科学与工程
材料“科学”与“技术”
——结合材料科学与工程专业浅谈科学和技术的区别及意义
材料科学与工程专业S080465 刘柱
“科技”是一个常常被人们挂在嘴边的词语，他的意思是“科学和技术”。但是，很长时间以来，“科学技术”似乎成为大家的口头禅，然而这两者却存在着深刻的差别，而我们并不加以区分，而是简简单单的认为是一种高高在上的东西。在学习了“自然辩证法”之后，我对这个词语有了深刻的认识，从而在以后的学习和工作中，能够更好的认识和学习我的专业----材料科学与工程。
科学是指理论化了的知识体系，旨在揭示客观事物的本质和运动规律，是人类社会实践之产物，是社会意识形式之一。技术则是指关于制造某项产品、应用某项工艺或提供某项服务的系统知识。具体拿材料科学与工程来说：
“材料科学与工程”的任务是研究材料的结构、性能、加工和使用状况四者间的关系。所谓结构，包括用肉眼或低倍放大镜观察到的宏观组织，用光学或电子显微镜观察到的微观组织，用场离子显微镜观察到的原子象，以及原子的电子结构。所谓性能，包括力学性能物理性能、化学性能、以及冶金和加工性能等工艺性能。所谓加工，是指包括材料的制备、加工、后处理（再循环处理)在内的各项生产工艺。所谓使用状况，则是指材料的应用效果和反响(例如，有些材料在使用过程中组织结构不稳定，或易受环境的影响，使性能迅速下降等)。材料的结构、性能、加工和使用状况这四个因素称为材料科学与工程的四要素。因此，材料科学与工程就是研究四要素之间的关系的一门学科。
在四要素关系中，最基本的是结构和性能的关系，而“材料科学”的主要任务就是研究材料的结构、性能及二者间的关系。—是通过实验，二是总结生产实践的经验，三是建立材料基础理论，从理论上预计材料的结构和性能。“材料工程（技术）”的主要任务是着重材料的加工工艺、应用性能及二者间的密切联系。一是材料的加工归根结底在于应用，通过对材料的成形、加工、表面处理等工程技术手段对材料实现改性，从而实现应用的目的。二是通过不同材料的使用要求，研究材料的各种性能改善的工程技术，而促进材料工程的发展。
《自然》《科学》一周(10.8-10.14)材料科学前沿要闻
1. 由熵驱动的手性单壁碳纳米管的稳定性
材料名称：单壁碳纳米管（SWCNT）
研究团队：法国艾克斯马赛大学 Christophe Bichara 研究组
原标题：Entropy-driven stability of chiral single-walled carbon nanotubes 单壁碳纳米管是空心圆柱的，其可以在边界处催化剂的作用下，通过碳结合而生长达到厘米级长度。其表现出半导体或金属特性，取决于生长过程中形成的手性指数。Magnin 等人为了支持选择性合成，开发了一个热力学模型，该模型将管-催化剂的界面能量、温度与碳纳米管手性联系了起来。并表明了纳米管可以生长手性，因为它们的纳米尺寸边缘的结构熵，从而解释了实验观察到的手性分布的温度演变。通过界面能量考虑催化剂的化学性质，Magnin 等人构建了结构图谱和相图，用于指导催化剂和实验参数的理性选择，以实现更好的选择性。
（Science DOI: https:///10.1126/science.aat6228）
2. 亚微米级结构的钙钛矿发光二极管
材料名称：钙钛矿发光二极管
研究团队：西北工业大学黄维和南京工业大学王建浦研究组
原标题：Perovskite light-emitting diodes based on spontaneously formed submicrometre-scale structures
发光二极管（LED）能够将电转换为光，广泛用于现代社会中如照明、平板显示器、医疗设备和许多其他情况。通常，LED 的效率受到非辐射复合（电荷载流子由此重新组合而不释放光子）和光陷的限制。在诸如有机 LED 的平面 LED 中，从发射器产生的光的大约 70％至 80％被捕获在装置中，为提高效率留下了很大的机会。研究人员们用了许多方法，包括使用衍射光栅、低折射率网格和屈曲图案，来提取被陷在 LED 中的光。然而，这些方法通常涉及复杂的制造工艺并且可能使发光光谱和出光方向发生改变。Cao 等人展示了高效和高亮度电致发光的溶液加工的钙钛矿，其自发形成亚微米级结构，可以有效地从器件中提取光并保持与波长和视角无关的电致发光。这种钙钛矿仅需要在钙钛矿前体溶液中引入氨基酸添加剂便可形成。此外，添加剂可有效钝化钙钛矿表面缺陷并减少非辐射复合。钙钛矿 LED 具有峰值 20.7％的外量子效率（电流密度为 18 mA·cm-2），能量转换效率为 12％（在 100 mA·cm-2的高电流密度下），该值与性能最佳的有机 LED 相接近。
材料学科前沿讲座论文
中国矿业大学
材料学科前沿讲座论文
班级：材料10-7
姓名：XXX
学号：XXX
学科前沿讲座——纳米材料在来矿大之前对材料没有多少认识，只知道他与物理化学联系较为紧密，是新世纪的主导学科！所以就选择了材料！在听教授们上完那个学科前沿讲座之后，我对自己的专业才有了一个初步的了解，尤其对纳米材料感触极深！
21世纪是高新技术的世纪，信息、生物和新材料代表了高新技术发展的方向。在信息产业如火如荼的今天，新材料领域有一项技术引起了世界各国政府和科技界的高度关注，这就是纳米科技。
处于新材料科技前沿的纳米科技，它的应用领域非常广泛。应用于制造业，现在已经造出只有米粒大小且能开动的汽车、只有蜜蜂大小的直升机。应用于生物医学，可以制出只有几毫米的人造手，帮助医生实施虚拟的现实手术。
有人预言，处于2l世纪高新技术前沿和核心地位的纳米科技所引起的世界性技术革命和产业革命对社会经济、政治、国防等所产生的冲击，将比以往的技术革命时代带来的影响更为巨大。纳米科技将会掀起新一轮的技术浪潮，领导下一场工业革命。人类将进入一个新的时代-----纳米科技时代。
1.纳米科技的基本概念和内涵
1959年，著名的理论物理学家、诺贝尔奖金获得者费曼曾预言：“毫无疑问，当我们得以对细微尺度的事物加以操纵的话。将大大扩充我们可能获得物性的范围。”在这里，通常界定为1—100nm的范围内纳米体系是细微尺度的事物的主角。
纳米科学技术是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，他的基本涵义是在纳米尺寸(10-9—10-7m)范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创制新的物质。
《自然》《科学》一周(10.15-10.21)材料科学前沿要闻
1. 适体场效应晶体管克服了小分子传感的德拜长度限制
材料名称：场效应晶体管
研究团队：美国加州大学 Anne M. Andrews 研究组
原标题：Aptamer-field-effect transistors overcome Debye length limitations for small-molecule sensing
用带有配体特异性受体的场效应晶体管检测分析物，基本都会受到双电层产生的屏蔽的限制（“德拜长度”限制）。Nakatsuka 等人通过修改印刷式超薄金属氧化物场效应晶体管阵列，选择脱氧核糖核苷酸适体自适应地结合其靶标，从而能在高生理离子强度条件下检测小分子。半导体通道附近带负电荷的适体磷酸二酯骨架的靶诱导构象变化，在生理缓冲液中通过门控来控制传导，实现了高度灵敏的检测。通过特异性分离的适体干细胞受体，可以感知带电靶标和电中性靶标（血清素、多巴胺、葡萄糖和鞘氨醇-1-磷酸）。（Science DOI: 10.1126/science.aao6750）
2. 用于聚光太阳能发电厂热交换器的陶瓷金属复合材料
材料名称：ZrC/W 复合材料
研究团队：美国普渡大学 K. H. Sandhage 研究组
原标题：Ceramic-metal composites for heat exchangers in concentrated solar power plants
以更高的涡轮机入口温度运作，可以使聚光太阳能发电厂（使用镜子或透镜集中太阳光以驱动热力发动机，通常涉及涡轮机）热发电效率明显增加，但是这需要改进热交换器材料。通过使用闭式循环高压超临界二氧化碳（sCO2）再压缩循环来使涡轮机运作的入口温度高于 1023 开尔文，而不是使用入口温度低于 823 开尔文的常规（如亚临界蒸汽朗肯）循环，相对热电转换效率可提高 20％以上。由此产生的集中式太阳能发电厂可调度电力成本的降低（加上热能储存）将是与化石燃料基础设施直接竞争和大量减少温室气体排放的重要一步。然而，闭式循环高压 sCO2涡轮系统的入口温度受到用于将热量传递给 sCO2的紧凑型基于金属合金的印刷电路型热交换器的热机械性能的限制。Caccia 等人提出了一种坚固的陶瓷（碳化锆，ZrC）和难熔金属钨（W）的复合材料，用于温度高于 1023 开尔文的印刷电路型热交换器。该复合材料具有吸引人的高温热、机械和化学性质，并且可以以高成本效益的方式加工。Caccia 等人还通过多孔碳化钨板的形状尺寸保持式的化学转化，制造了基于 ZrC/W 的可调通道图案的热交换器板。致密的 ZrC/W 基复合材料在 1073 开尔文时表现出超过 350 兆帕的破坏强度，并且在该温度下热导率值比铁或镍基合金的热导率值高两到三倍。通过将铜层粘合到复合材料表面并向 sCO2中添加 50ppm 的一氧化碳，实现了在 1023 开尔文和20 兆帕斯卡下对 sCO2的耐腐蚀性。技术经济分析表明，基于 ZrC/W 的热交换器能够在较低的成本下大大优于基于镍-超合金的印刷电路热交换器。（Nature DOI: 10.1038/s41586-018-0593-1）
自然科技常识之科学前沿知识
物质结构 道尔顿原子论将原子视为物质的最小单位。汤姆生发现电子，它是任何金属中都存在的东西，带负电，电量e是电荷的基本单位。电子的发现预示原子中还存在更小粒子。 原子核是由质子和中子组成的。质子和中子之间由于交换介子，产生强相互作用力，把核子结合在一起，形成稳定的原子核。这种理论后来得到证实，而且发现了越来越多的基本粒子及其反粒子。至今已发现了400多种基本粒子。 参与强相互作用的中子、质子、介子是由三种夸克及其反夸克所组成。夸克带的电荷有分数值。夸克概念的引入，为强子的分类和研究提供了统一的解释。随着新粒子的发现，物理学家把夸克增到六种，在实验中验证了其存在。但夸克却不能以自由夸克的形态出现。这便是所谓的“夸克禁闭”。 2.宇宙演化 宇宙是包括银河系在内的由大约1000亿个星系组成的总星系。它的大小是用光走过的时间来计量的。 20世纪初，斯里弗发现河外星系的谱线红移现象。根据多普勒效应，远处的星系均在离我们而去。哈勃发现，离我们越远的星系，飞离我们的速度越快。这便是哈勃关系式。 根据哈勃给出的距离和速度的关系，20世纪天文学家提出了大爆炸宇宙论，认为宇宙起始于120亿～150亿年前的一次大爆炸。在此之前，宇宙可能存在一个在强大万有引力作用下的收缩时期，在收缩到某个尺度较小的时空的“奇点”后，宇宙就由收缩转化为大爆炸。宇宙大爆炸后经历了一系列时代，合成了基本粒子和物质，宇宙逐步透明，形成星系和星系团、恒星和恒星系。 3.生命起源 生命的物质基础是蛋白质和核酸，探索生命起源也就是追问它们来自何处。 实验证明原始地球产生生命物质的可能性。由此提出生命的海相起源说和陆相起源说。原始生命的形式可能是蛋白质、DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)三角共存，进化是发生在这个三角关系中的自组织现象。不过，研究还发现，RNA可起基因和催化剂的双重作用，许多病毒只含RNA，也能合成蛋白质，RNA在这时既是载体又是模板。所以，生命更可能起源于RNA。有人提出地球生命的“宇宙胚种说”。 4.人类起源和进化 人类起源问题，包括地球上直立人的出现和与我们体质特征相同的现代人的出现两大问题。针对这两个问题主要存在古人类学研究和基因研究两个分野，主要有一中心(非洲)起源和多地区起源两种假说。 从猿到人，乃至从直立人到现代人的进化，不论是在非洲发生的，还是在亚洲或欧洲发生的，也都存在许多缺环。19世纪，恩格斯就指出
材料科学前沿读书报告
材料科学前沿读书报告
专业：材料工程专业
班级：SJ1162班
学号：201130184004
姓名：杨艳鸽
专题名称：太阳能相关材料的发展现状及前景
河北工业大学| ~ 3 ~
河北工业大学| ~ 4 ~
河北工业大学| ~ 5 ~
河北工业大学| ~ 6 ~
河北工业大学| ~ 7 ~
河北工业大学| ~ 8 ~
材料科学与工程前沿问题和热点方向展望
材料科学与工程前沿问题和热点方向展望
随着现代科技的不断发展和人类对于材料需求的不断增长，材料科学与
工程作为一门重要的学科发展迅速，并涉及到许多前沿问题和热点方向。本
文将探讨一些目前材料科学与工程领域的前沿问题，并展望其未来的发展方向。
材料科学与工程的前沿问题之一是纳米材料。纳米材料是指具有特殊结
构和特性的材料，其粒径在1-100纳米之间。由于其尺寸效应和量子效应的
存在，纳米材料表现出独特的物理、化学和生物特性。纳米材料具有巨大的
应用潜力，例如在电子、光电、催化和生物医学领域等方面。未来的研究重
点将围绕着纳米材料的制备、表征和应用展开，以实现更好的性能和应用。
另一个前沿问题是功能材料。功能材料是指具有特殊功能和性能的材料，可以通过调控其结构和组成实现特定的功能。例如，磁性材料可以应用于磁
存储、磁传感器和医学诊断等领域；光学材料可以应用于光电子器件和激光器；能源材料可以应用于太阳能电池和储能系统等。未来的研究将注重功能
材料的设计、制备和性能优化，以满足不同领域对特定功能的需求。
材料的可持续性也是一个重要的前沿问题。随着资源的日益稀缺和环境
问题的日益严重，材料科学家和工程师们正在寻找可持续性解决方案。这包
括通过材料的再生利用、废弃物资源化和绿色制备等方式减少对自然资源的
消耗和环境的污染。未来的研究将聚焦于可持续性材料的开发和应用，以实
现资源的有效利用和环境的保护。
此外，新的材料制备技术也是材料科学与工程的热点方向之一。传统的
材料制备方法存在一些限制和缺陷，例如成本高、能耗大和环境污染等。因此，研究人员正在探索新的制备技术，例如纳米级3D打印技术、溶胶凝胶
科技前沿解读材料科学与工程评论期刊的科技前沿
科技前沿解读材料科学与工程评论期刊的科
技前沿
材料科学与工程评论期刊一直以来都是科技前沿的重要媒介，定期
发表世界各地的材料科学与工程领域的最新研究成果。本文将从该期
刊中选取一些具有代表性的科技前沿研究文章进行解读和分析，探讨
这些研究对材料科学与工程领域的意义和影响。
1. 三维打印技术在材料科学与工程中的应用
近年来，三维打印技术在材料科学与工程领域引起了广泛的关注。一篇发表在材料科学与工程评论期刊的研究文章深入探讨了三维打印
技术在材料设计、制备和性能调控等方面的应用。该研究通过利用高
精度三维打印技术，成功制备了具有特殊形状和复杂结构的材料，实
现了对材料性能的精确调控。这项研究的结果对材料科学与工程领域
的材料设计和制备具有重要意义，有助于开拓新型材料的应用领域。
2. 纳米材料在能源领域的应用研究
材料科学与工程评论期刊还刊发了一篇关于纳米材料在能源领域
应用研究的文章。该研究团队利用纳米技术制备了一种高效的光电催
化材料，实现了太阳能的高效转化和能源的可持续利用。这项研究在
解决能源危机和环境问题方面具有重要意义，为绿色能源的开发提供
了新的思路和技术支持。
3. 新型材料在电子器件中的应用探索
电子器件是现代社会的重要组成部分，而新型材料在电子器件中
的应用一直是研究的热点。一篇发表在材料科学与工程评论期刊上的
研究文章提出了一种新型材料在柔性电子器件中的应用方法。该研究
团队通过设计合成了具有高导电性和柔韧性的材料，并成功将其应用
于柔性传感器和柔性显示器件中。这项研究为新型电子器件材料的开
发和应用提供了新的理论和实践基础。
【初中生物】《自然》放眼十大科学领域
【初中生物】《自然》放眼十大科学领域
《自然》杂志日前对诸多科学领域的动向进行了展望。
粒子加速器
长久的等待已经结束：在关闭两年后，大型强子对撞机（LHC）将于今年3月重启。
位于瑞士日内瓦附近的CERN下属欧洲粒子物理实验室的这部机器将用13万亿电子伏特的
碰撞??几乎是当前纪录的2倍??开始自己的新生。科学家希望这些额外的火力能够帮助对
撞机找到可供填补粒子物理标准模型缺口的未知现象。如果升级后的LHC不能找到流行的
超对称性理论所预言的大量重粒子的证据，那么这个已经遭受质疑的理论或将进一步失去
支持。
气候协议
美国和中国在作出了减少各自温室气体排放的历史性承诺。此举将为联合国在12月
于法国巴黎举行的关于一个新的全球气候协议的谈判扫清道路??各国希望在那时达成一个
具有法律约束力的2021年后的协议。与此同时，大气中的二氧化碳气体年平均水平将在
数百万年来第一次超过400ppm（百万分之一）。
终结埃博拉
医务工作者希望能够终止埃博拉疫情在几内亚、利比里亚和塞拉利昂的流行。这将需
要更广泛地使用经过证明的公共卫生措施??如对埃博拉患者的快速检测和隔离。关于埃博
拉疫苗的测试将在今年早些时候展开并于6月公布结果。目前已经有几种药物的临床试验
正在进行当中，同时研究人员打算尝试用埃博拉感染幸存者富含抗体的血液展开相关治疗。血液治疗一旦被证明是有效的，将会迅速并广泛地展开。
矮行星之旅
彗星走了，矮行星来了。3月，美国宇航局（NASA）的黎明号探测器将抵达谷神星，
这是位于火星与木星之间的小行星带中最大的一颗天体。天文学家认为在谷神星的外壳下
材料类期刊影响因子排名
材料类期刊影响因子排名
1 NATURE 自然31.434
2 SCIENCE 科学28.103
3 NATURE MATERIAL 自然（材料）23.132
4 NATURE NANOTECHNOLOGY 自然（纳米技术）20.571
5 PROGRESS IN MATERIALS SCIENCE 材料科学进展18.132
6 NATURE PHYSICS 自然（物理）16.821
7 PROGRESS IN POLYMER SCIENCE 聚合物科学进展16.819
8 SURFACE SCIENCE REPORTS 表面科学报告12.808
9 MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING R-REPORTS材料科学与工程报告12.619
10 ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 应用化学国际版10.879
11 NANO LETTERS 纳米快报10.371
12 ADVANCED MATERIALS 先进材料8.191
13 JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 美国化学会志8.091
14 ANNUAL REVIEW OF MATERIALS RESEARCH 材料研究年度评论7.947
15 PHYSICAL REVIEW LETTERS 物理评论快报7.180
16 ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS 先进功能材料6.808
17 ADVANCES IN POLYMER SCIENCE 聚合物科学发展6.802
2024最新SCI期刊影响因子查询
2024最新SCI期刊影响因子查询
SCI期刊是Scientific Citation Index 期刊，它是由美国国家科学信息中心（NCS）出版的科学期刊收录目录，也是著名的期刊引证报告。它是一个科学文献检索系统，为读者和研究人员提供了关于全球期刊文献的索引，包括许多文章的引用。因此，SCI期刊可以实现文献发现、引文分析和研究结果评估，并且有助于科学家和大学教师进行学术研究。
下面我将为您罗列2024年最新的SCI期刊影响因子：
1）《自然》（NATURE）：36.101
2）《科学》（SCIENCE）：31.209
3）《自然医学》（NATUREMEDICINE）：21.550
4）《自然-精神科学》（NATURE-NEUROSCIENCE）：19.578
5）《自然化学》（NATURECHEMISTRY）：15.205
6）《自然-免疫学》（NATUREIMMUNOLOGY）：14.102
7）《自然-细胞生物学》（NATURECELLBIOLOGY）：13.964
8）《自然-激素学》（NATUREENDOCRINOLOGY）：12.837
9）《自然-基因组学》（NATUREGENETICS）：12.103
10）《发明与应用生物学》（INVENTIONAPPLIEDBIOLOGY）：11.444
最近七天的新闻重点,科技类
最近七天的新闻重点,科技类
一周前沿科技要闻目录
(0918~0924)
01中国已实现重点地方病控制消除阶段性目标02
神舟十四号航天员乘组圆满完成第二次出舱活动全部既定任务
03
2022全球能源转型高层论坛在京开幕
04
国家文化与金融合作示范区服务中心揭牌
05
我国首次火星探测任务获得丰富科学成果
06
第二十五届京台科技论坛开幕
07
我国成功发射云海一号03星
082022北京互联网大会在京举办
中国已实现重点地方病控制消除阶段性目标
记者从国家卫健委16日举行的新闻发布会上获悉，党的十八大以来，中国全面实施地方病防治攻坚行动，不断完善防控措施，各项工作取得了历史性突破。截至2021年底，全国2799个碘缺乏病县、379个大骨节病病区县、330个克山病病区县、171个燃煤污染型氟中毒病区县、12个燃煤污染型砷中毒病区县、122个饮水型砷
中毒病区县或高砷区县均达到控制或消除标准。
神舟十四号航天员乘组圆满完成第二次出舱活动全部既定任务据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年9月17日17时47分，经过约5小时的出舱活动，神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同，完成出舱活动期间全部既定任务，航天员陈冬、航天员蔡旭哲已安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。
2022全球能源转型高层论坛在京开幕以“数字赋能绿色未来”为主题的2022全球能源转型高层论坛在北京开幕。生态环境部部长黄润秋致辞，北京市委副书记、市长陈吉宁宣布论坛开幕并致辞。
国家文化与金融合作示范区服务中心揭牌
日前，国家文化与金融合作示范区服务中心在东城区雪莲·亮点文创园正式揭牌，将打造综合性文化金融服务平台，为文化企业提供政策信息服务、股权融资服务、债权融资服务、企业孵化服务、文化金融产品研发和文化金融人才培育，实现文化企业股权融资、债权融资和财政支持资金的有效对接，打造文化金融“生态圈”。
材料科学前沿心得体会
材料科学前沿心得体会
材料科学作为一门涉及物质结构和性能的学科，一直以来都是科学研究中的前沿领域之一。经过学习和实践，我对材料科学的一些前沿问题有了一些体会和心得。本文将探讨材料设计、纳米材料以及可持续发展等方面的前沿问题，并分享一些个人的思考。
一、材料设计的前沿问题
材料设计在材料科学领域起着至关重要的作用。随着科技的发展，人们对材料的需求越来越多样化和复杂化。因此，如何合理设计材料的结构与性能，成为了近年来研究的热点之一。
首先，人们在材料设计中越来越注重多功能性和复合材料的开发。传统的材料设计通常仅注重单一特性的提升，如强度、硬度等。而现在，人们希望通过组合不同材料，实现多种功能的综合提升。例如，研制具有高导电性和高韧性的材料，以满足电子器件的需要。这就需要通过合理的设计和制备方法，实现不同材料的优势互补，开发出具备多个性能的新型复合材料。
其次，人们对材料结构与性能关系的研究越来越深入。过去，人们在材料设计中主要依赖经验和试错方法。现在，随着计算机模拟技术和先进的实验手段的发展，人们能够更加准确地预测材料的性能与结构之间的关系。这使得材料设计更加具有科学性和可控性，有助于提高材料的研发效率和质量。
二、纳米材料的前沿问题
随着纳米科技的快速发展，纳米材料作为一种具有特殊性能和广泛应用前景的材料，备受关注。在纳米材料研究中，人们遇到了一些前沿问题，并积极探索解决之道。
首先，纳米材料的制备和表征技术是一个重要的前沿问题。由于纳米材料的尺寸效应和表面效应，其制备和表征相对于传统材料更为复杂。纳米粒子的控制合成、结构表征及其相互作用等问题需要进一步深入研究和改善实验手段。
《自然》《科学》一周(7.16-7.22)材料科学前沿要闻
1. 聚合物网络中以金属有机笼作为交联的光切换拓扑结构
材料名称：聚合物网络
研究团队：美国麻省理工学院 Jeremiah A. Johnson 研究组
原标题：Photoswitching topology in polymer networks with metal–organic cages as crosslinks
聚合物网络可具有一系列令人满意的性能，例如机械强度、不同材料之间宽泛的组成多样性、稳定的孔隙率、便利的加工性和广泛的溶剂相容性。从下到上设计具有新结构基序和化学组成的聚合物网络，可以用来赋予动力学特征，例如延展性或自我修复或允许材料响应环境刺激。然而，许多现有系统仅表现出由材料的组成和拓扑定义的一种运作状态；或者它们的响应性可能是不可逆转的，且仅限于单个网络特性（例如刚度）。Gu 等人利用协作自组装作为设计原则来制造了可以在两个拓扑状态之间切换的材料。通过使用聚合物连接的金属有机笼的网络，其中笼在照射时改变形状和尺寸，便可以用紫外线或绿光可逆地切换网络拓扑。这种光开关可以同时在多个网络特性中产生相干变化，包括分支功能、结点波动、缺陷容限、剪切模量、应力松弛特性和自我修复。拓扑切换材料可用于软机器人和光致动器等领域，也可用于基础聚合物物理研究的模型系统。（Nature DOI: 10.1038/s41586-018-0339-0）
2. 单分子水平的电荧光机制
材料名称：锌-酞菁自由基阳离子
研究团队：法国斯特拉斯堡大学 Guillaume Schull 研究组
原标题：Electrofluorochromism at the single-molecule level
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1. 用于高产率环境稳定单分子层器件的金属纳米粒子接触
材料名称：金属纳米粒子
研究团队：瑞士 IBM 苏黎世实验室 Gabriel Puebla-Hellmann 研究组
原标题：Metallic nanoparticle contacts for high-yield, ambient-stable molecular-monolayer devices
想要实现用于电子应用、光发射或感测的分子的固有功能，需要与这些分子的可靠电接触。自组装的由单层（SAM）组成的夹层结构是有利于技术应用的，但是需要非破坏性的顶部接触制造方法。已有的各种方法，包含从直接金属蒸发到聚（3,4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT：PSS）或石墨烯夹层到金属转移印刷。然而，在不损害薄膜完整性、内在功能或大规模制造兼容性的情况下，尚不可能制造基于 SAM 的器件。Puebla-Hellmann 等人开发了一种基于 SAM 的器件的顶部接触方法，通过利用金属纳米粒子可以为各个分子提供可靠的电接触这一事实，同时解决了所有问题。该制造步骤首先包括将一层金属纳米颗粒直接共形和非破坏性地沉积在 SAM 上（其本身横向约束在介电基质中的圆形孔内，直径范围为 60 纳米至 70 微米），然后通过直接金属蒸发对顶部接触进行加固。该方法能够制造数千个相同的、环境稳定的金属-分子-金属器件。SAM 组成的系统变化表明，固有的分子特性不受纳米颗粒层和后来的顶部金属化的影响。Puebla-Hellmann 等人提出的这一概念通常针对配有两个锚定基团的密集分子层，并为分子化合物大规模整合到固态器件提供了一条途径（可以缩小到单分子水平）。（Nature DOI: 10.1038/s41586-018-0275-z）
2. 无金属的三维钙钛矿铁电体
材料名称：MDABCO-NH4I3
研究团队：中国东南大学熊仁根研究组
原标题：Metal-free three-dimensional perovskite ferroelectrics
无机钙钛矿铁电体由于其优异的铁电性和其它性质而广泛用于非易失性存储元件、电容器和传感器中。但有机铁电体因其机械柔韧性、低重量、环境友好的加工和低加工温度则是理想的选择。虽然自第一个铁电 Rochelle 盐以来已经过去了近一个世纪，但仍缺乏高度理想的有机钙钛矿铁电体的例子。Ye 等人发现了一族具有特征三维结构的无金属有机钙钛矿铁电体，其中 MDABCO(N-甲基-N'-二氮杂双环[2.2.2]辛铵)-NH4I3具有22μC/cm2的自发极化[接近钛酸钡(BTO)]，448 K 的高相变温度（高于 BTO），以及八个可能的极化方向。这些属性使其在柔性设备、软机器人、生物医学设备和其他应用中具有吸引力。（Science DOI: 10.1126/science.aas9330）
3. 一种用于高效稳定的钙钛矿太阳能电池的芴截端的空穴传输材料
材料名称：芴截端的空穴传输材料
研究团队：韩国化学技术研究所（KRICT） Jaemin Lee 和 Jangwon Seo 研究组
原标题：A fluorene-terminated hole-transporting material for highly
efficient and stable perovskite solar cells
钙钛矿太阳能电池（PSC）如果要商业化，需要具备高效率和良好的长期稳定性。其中至关重要的是，对钙钛矿和空穴传输材料之间能级匹配的精细优化，从而获得更好的性能。Jeon 等人合成了一种具有微调能级和高玻璃化转变温度的芴截端的空穴传输材料，能够确保 PSC 的高效和热稳定。并使用这种材料制了造效率达 23.2％的光伏器件（在反向扫描下），其中对于小面积（~0.094 cm2）电池，稳态效率为 22.85％，对于大面积（~1 cm2）电池，效率为 21.7％（在反向扫描下）。而且还实现了 22.6％（小面积电池，~0.094 cm2）和 20.9％（大面积，~1 cm2）的认证效率。所得器件显示出比具有 spiro-OMeTAD 的器件更好的热稳定性，在 60℃热退火后超过 500 小时仍保持了其初始性能的近 95％。（Nature Energy DOI: 10.1038/s41560-018-0200-6）
4. 用于将氮还原成氨的催化剂
材料名称：氮还原催化剂
研究团队：美国阿肯色大学 Julie N. Renner 和 Lauren F. Greenlee 研究组
原标题：Catalysts for nitrogen reduction to ammonia
合成氨的生产至今仍然依赖于能源和资本密集型的 Haber-Bosch 工艺。分子催化方面的广泛研究表明，尽管生产率很低，但由二氮产生氨是可行的。通过对分子催化剂结构的研究以及对天然存在的固氮酶的理解，使得对二氮还原成氨的机理性理解得以进一步深入。如何通过稳健的多相催化剂表面向 Haber-Bosch 替代选择过渡，仍是一个未解决的研究挑战。由于将二氮化物电化学还原为氨的催化剂有可能与 Haber-Bosch 工艺竞争并减少相关的二氧化碳排放，因此这种催化剂是研究的一个特定重点。但迄今为止进展有限，因为大多数电催化剂表面缺乏对固氮的特异性。Foster 等人讨论了该领域在固氮酶和分子催化剂促进氨合成方面机制理解上的进展，并回顾了非均相电催化剂的现状和科学需求。（Nature Catalysis DOI: 10.1038/s41929-018-0092-7）
5. 石墨烯量子点可预防帕金森病中的α-突触核蛋白病
材料名称：石墨烯量子点
研究团队：美国约翰霍普金斯大学医学院 Byung Hee Hong 和 Han Seok Ko 研究组
原标题：Graphene quantum dots prevent α-synucleinopathy in Parkinson’s disease
虽然最新的证据表明帕金森病的发病机制与中脑中α-突触核蛋白（α-syn）聚集体的积累和传递密切相关，但在临床上还没有能够成功治疗该疾病抗聚集剂。对此 Kim 等人展示了石墨烯量子点（GQDs）能够抑制α-syn 的纤维化并直接与成熟原纤维相互作用并引发其解聚。此外，GQDs 还可以挽救神经元死亡和突触损失，减少路易体和路易神经突形成，改善线粒体功能障碍，并避免由α-syn 预先形成的原纤维引起的α-syn 病理学的神经元间传递。Kim 等人在体内观察到了 GQDs 穿透血脑屏障并避免了由α-syn 预形成原纤维、路易体/路易神经突病变和行为缺陷诱导的多巴胺神经元损失。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/s41565-018-0179-y）