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Nature论文精选
更新日期:2015-08-16  

  1.    科学家发现让锰和铜产生磁性的分子诀窍 

  86日《自然》上的一篇论文描述了一种能让非磁性金属,例如锰和铜在常温下也拥有磁性的技术(Beating the Stoner criterion using molecular interfaces , Nature, 2015, DOI: 10.1038/nature14621)。这项研究可能有助于拓宽可以用于磁性和自旋电子器件的材料范围。 

  纯粹的铁磁性是罕见的,只有3种元素在室温下具有磁性:铁、钴和镍。金属的磁性不仅是因为有不成对电子的存在,而且还需要这些电子之间的相互作用。英国利兹大学的Oscar Cespedes和研究团队证明,铜和锰的薄膜可以通过捕获金属和一层有机分子之间的电子传输获得磁性。 

  这层有机分子是拥有60个碳原子的球形富勒烯,富勒烯被选为模型分子的原因是它的结构简单又稳定。这样的策略让金属可以克服斯托纳判据。斯托纳判据是解释为何铁有磁性而锰没有的原理,虽然这两种元素具有类似的电子特性而且在周期表中相邻。 

  同期的News and Views栏目对这一研究进行了评述(Materials chemistry: A magnetic facelift for non-magnetic metals),印度塔塔基础研究院的Karthik RamanJagadeesh Moodera表示,该项研究可能为发展新一代非常规磁性混合材料制成的纳米电子器件铺平了道路。 

  (来源:中国科学报 

  相关阅读:http://www.x-mol.com/news/849 

    

  2.    大体积固体中的高次谐波辐射 

  随着几年前首次报告的通过高次谐波的生成所演示的大体积晶体中短波辐射的存在,出现了固体超快光子学这样一个新领域。这一现象中所涉及的机制正在受到深入研究。Matthias Hohenleutner等人通过具有时间分辨率的测量特别对大体积固体中高次谐波的生成进行了研究。他们发现,该现象中电子的运动与原子气体中高次谐波的生成机制不同,涉及来自多个价带的电子之间的量子干涉。所观察到的这一效应为固体超快光源和光控电子系统的开发提出了新的方向。相关研究成果发表在729日的《科学》杂志上(Nature, 2015, DOI: 10.1038/nature14652),同期的News and Views栏目以Strong-field physics: Harmonic radiation from crystals对该工作进行评述。 

  (摘自:科学网

    

  3.    镍基催化剂催化酰胺键生成酯类Conversion of amides to esters by the nickel-catalysed activation of amide C–N bonds 

  Nature, DOI: 10.1038/nature14615 

  酰胺键是常见的一类官能团,已被研究了近一个世纪。它是蛋白质分子的重要组成部分,而且也常见于很多天然及合成化合物中。酰胺键的亲电子性较差,虽然容易被酶反应切断,但是用合成化学的方法很难选择性切断酰胺键中的C-N键。美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的K. N. Houk教授和Neil K. Garg教授领导的研究小组使用镍催化剂体系在十分温和的条件下实现了酰胺C-N键的活化、切断,并使用醇作为亲核试剂,发展了一种将酰胺转化为酯的新方法。(更多阅读:http://www.x-mol.com/news/799 

    

  4.   亚胺基的不对称催化极性反转反应Catalytic asymmetric umpolung reactions of imines 

  Nature, DOI: 10.1038/nature14617 

  在有机化学中,亚胺类化合物中的碳氮双键是一类非常重要的官能团。这主要是因为亚胺基可以作为亲电试剂进攻碳亲核试剂,形成碳-碳键。这类反应无论在有机合成或是在药物合成中都有非常广泛的应用。不过如果亚胺基中的碳原子可以富电子,那么亚胺基同样也可以作为亲核试剂,这将催生很多新的反应生成。美国布兰迪斯大学的Li Deng研究小组开发了一种新型的手性相转移催化剂,可以高效催化亚胺基的不对称极性反转反应。这类反应的容忍性很强,可在有水分和氧气的环境中发生。这种极性反转反应为制备手性胺类化合物提供了新方法。 

    

  5.    一类具有扩展和嵌入型网状结构的沸石材料A zeolite family with expanding structural complexity and embedded isoreticular structures 

  Nature, DOI: 10.1038/nature14575 

  预测和合成新型晶体结构,使得定向制备具有理想性质的材料成为可能。在多孔材料中,金属-有机骨架(MOF)已经实现了这一点,不过对于应用更广泛的沸石类材料却还没到达这一步。Peng Guo等人报道了一种方法,将结构解析与结构预测结合起来,定向合成具有超复杂结构的沸石材料。他们首先用电子衍射技术解析了ZSM-25沸石的晶体结构,并测定了它对CO2的吸附能力。进而,他们预测并合成出结构类似但更为复杂的沸石材料,这是迄今为止首次合成出来的一类材料。(更多阅读:http://www.x-mol.com/news/761 

    

  6.    超分子纳米纤维中的长程能量转移Long-range energy transport in single supramolecular nanofibres at room temperature 

  Nature, DOI: 10.1038/nature14570 

  激发能长程的高效转移对于吸光体系和分子电子器件都是非常重要的。不过,对于无序的有机材料来说,激子扩散的距离一般只有10 nm左右,在某些特殊的情况下会有50 nm。对超分子纳米结构,室温下的单轴长程传输还没有被证明过。Andreas T. Haedler等人发现,在分子自组装单纳米线中,单线态激子在常温下的扩散长度可以达到4微米,而这一扩散长度仅受限于纳米线的长度。这种长程能量传输主要得益于一维的超分子自组装结构,H形的聚集状态,以及良好的电子相互作用。这些发现有助于有机光电子器件的开发。 

    

  7.    新型高分子介电质能耐250高温 

  原标题:新材料有望提升电动车性能 

  英国《自然》杂志729日发布的一份研究报告说(Nature, 2015, DOI: 10.1038/nature14647),一种新型高分子介电质在能量储存和高温下使用都有优异表现,未来用于电动车制造,可降低整车重量并提升性能。 

  介电质是一种可被电极化的绝缘物质。它是电子、电力行业中生产电容器的材料,在宇航和电动车的动力系统上应用广泛。 

  据报告介绍,美国宾夕法尼亚州立大学的王庆研究团队利用一种含氮化硼纳米膜的高分子混合材料制作介电质,性能超过了现有的高分子介电质,可以在高达250摄氏度的环境下正常工作。另外,新材料很轻便,可塑性也强,反复弯折后依然能保持良好的功能。 

  鉴于如今的电动车以及宇航动力系统都会使用到介电质,这种新材料的特性可以带来很大优势。 

  (摘自:新华网 

  更多阅读:http://www.x-mol.com/news/812理学家组织网报道 

    

  其中没注明来源的3-6条摘编自 新材料在线。