中国科学院固体物理研究所

近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所纳米材料与器件技术研究部的科研人员在探究液相激光熔蚀（LAL）制备的Ag胶体纳米颗粒稳定性演变研究中取得新进展。该研究采用LAL技术，制备出粒径超小的表面未包覆和包覆Ag胶体纳米颗粒；通过紫外可见光吸收、电势等，分别对该Ag胶体纳米颗粒的分散稳定性、结构稳定性及化学稳定性的演变进行探究，发现表面包覆可增加Ag胶体纳米颗粒的稳定性，表面未包覆Ag胶体纳米颗粒的稳定性易受外部环境影响。由于小尺寸效应和表面效应，纳米颗粒在胶体溶液中表现出一种热力学亚稳特性。了解纳米粒子在胶体溶液中的稳定性演变，对纳米粒子的可控制备、贮存和应用具有重要意义。研究人员利用LAL技术，制备出粒径分布超细的未包覆Ag胶体纳米颗粒；通过振荡处理，探究该活性Ag胶体纳米颗粒的结构稳定性。结果表明，振荡破坏Ag胶体纳米颗粒间排斥力和引力的平衡，增加粒子间的碰撞概率，胶体中的超细纳米颗粒遵循奥斯特瓦尔德熟化和聚结机制，从而形成较大尺寸的Ag纳米链。通过加入铜线诱导Ag离子释放，探究Ag胶体纳米颗粒的化学稳定性，研究人员发现，单质Cu的加入加速Ag胶体纳米颗粒的稳定性演变，这证明LAL法诱导合成的未包覆Ag胶体纳米颗粒具有较高活性和反应性，其可作为制备具有理想组分和结构的纳米材料的“种子”或前驱体。此外，考虑到纳米颗粒表面功能化在生活中具有更广泛应用，研究人员同时制备出两种表面活性剂分子CTAC和SDBS包覆的Ag胶体纳米颗粒，并进一步研究其稳定性演化。研究表明，两种分子均增强Ag胶体纳米颗粒的稳定性，这是因为长链分子在Ag胶体纳米颗粒表面形成更加紧密的双电层结构。由于形成紧密双电层结构的不同，与SDBS分子相比，CTAC分子表现出更强的稳定作用。该结果为银胶体的实际应用提供科研依据。相关研究成果以Stability evolution of ultrafine Ag nanoparticles prepared by laser ablation in liquids为题，发表在Journal of Colloid and Interface Science上。研究工作得到国家自然科学基金的支持。论文链接震荡处理下未包覆Ag胶体纳米颗粒的变化：（A）实物照片；（B）紫外可见光吸收；（C）SPR特征峰峰位随时间的变化；（D）SPR特征峰峰强和ζ电势随时间的变化【来源：合肥物质科学研究院】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所纳米材料与器件技术研究部研究员孟国文课题组在金属氧化物表面等离激元光学性能调控和光催化应用方面取得新进展，相关研究成果以Visible-Light Localized Surface Plasmon Resonance of WO3-xNanosheets and Its Photocatalysis Driven by Plasmonic Hot Carriers为题，发表在ACS Sustainable Chemistry Engineering上。该研究初步显示了半导体等离激元材料的优异性质以及其在光催化和太阳能转化等方面的应用潜力。表面等离激元效应一般存在于金、银、铜等贵金属纳米结构中。近年来的研究显示，一些简并掺杂的半导体（如非化学计量铜硫系化合物、非本征掺杂金属氧化物和含氧空位金属氧化物等）具有显著的表面等离激元效应。和贵金属纳米结构相比，这些半导体材料（特别是金属氧化物）因其在地壳中丰度高、制备成本低，更有利于商业化和大规模应用。此外，目前的半导体等离激元材料的光学响应区间大都在红外区和近红外区，这不利于高效利用太阳能。相比于金属纳米结构，学界关于半导体中表面等离激元通过朗道阻尼（Landau damping）产生的热电子和热空穴的研究较少。研究人员利用溶剂热法合成氧化钨纳米片后，采用氢气氛围下热还原方法，引入大量氧空位，将WO3-x纳米片的局域表面等离激元共振（LSPR）吸收中心蓝移至540 nm，这是目前报道的WO3-x纳米结构具有的最短LSPR吸收中心波长。此外，通过加载长波滤波片（＞470 nm），排除WO3-x纳米片中可能出现的由带间跃迁产生的电子和空穴对催化的贡献，研究其表面等离激元产生的热电子和热空穴的催化性能。结果表明，研究人员制备的WO3-x纳米片对甲基橙具有较好的光催化降解效果。通过不同的自由基捕获剂对比试验发现，WO3-x纳米片中产生的热电荷和热电子与溶解氧产生的超氧自由基在降解甲基橙过程中起主要作用。该研究显示，WO3-x纳米片中产生的等离激元热电子和热空穴能够高效分离，而且热空穴可直接与甲基橙发生反应。相比之下，在金属纳米结构中，由于极短的寿命和相对较低的能量，热空穴不易直接氧化反应物，通常需要其他空穴收集材料（如P型半导体）与金属纳米结构复合或施加外电场，才能有效利用热空穴。研究工作得到国家基金委自然科学基金、安徽省自然科学基金、中科院前沿科学重点项目等的支持。图1.（a）-（d）制备的WO3-x纳米片扫描电镜、透射电镜和能谱表征结果；（e）WO3-x纳米片及其对照样品的光学吸收谱；（f）WO3-x纳米片对甲基橙的光催化降解；（g）不同捕获剂对催化效率的影响图2.WO3-x纳米片催化降解甲基橙机制示意图【来源：合肥物质科学研究院】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

訾振发随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响也日益增大。比如，在机场，飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点的情况时有发生；在医院，接打移动电话会干扰电子诊疗仪器正常工作。而这些现象的发生，都和电磁波密切相关。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料，已成为材料科学的一大课题，而訾振发正是材料学研究大军中的一员。防范结缘材料学，紧跟社会需求何谓吸波材料？訾振发给记者作了专业解释：“吸波材料是能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰的一类材料。在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、耐温、抗腐蚀等性能。”訾振发介绍道，吸波材料不仅在微波系统和电磁兼容与测试等场合有着广泛的应用，同时使用吸波材料制成的各种民用防电磁辐射产品更是存在巨大的潜在市场。吸波材料的需求量每年都在快速增加，同时对吸波材料的性能要求也愈来愈高。而谈到与新材料领域的结缘，对訾振发来说是“偶然”。在他读高中的那个年代，消息远不像现在这么灵通，在没有太多了解的情况下，訾振发“凭感觉”选择了当时四大热门行业领域之一的材料学。在安徽大学读本科的时候，他学习的就是电子材料与元器件专业。硕士毕业时，訾振发并没有直接去读博，考虑当时的家庭条件，他选择了先工作。从小就梦想当一名教师的訾振发，2004年6月应聘到了安徽教育学院（今合肥师范学院）。做了半年教师后，他深刻地感受到继续求知的迫切性，选择继续攻读博士。短短几年来，作为一名“80后”科研者，他先后主持国家自然科学基金3项、安徽高等学校省级自然科学项目10项，并获安徽省自然科学奖二等奖1项，安徽省第八届自然科学优秀学术论文奖二等奖1项。在“铁氧体吸波材料”领域取得突出成绩訾振发告诉记者，近年来，经过国内外学者的不懈努力，对于吸波材料的研究也取得了显著进展。但要想获得批量且吸波性能稳定的吸波剂目前仍存在困难。訾振发采用化学手段制备铁氧体纳米纤维吸波剂，充分利用纳米材料和磁性材料各自的优势来研制吸波材料，并通过掺杂、纳米结构尺寸与形貌控制等方法实现材料电磁参数的调控，从而获得强吸收的轻质铁氧体吸波剂。多年来，不管是在求学过程中，还是在科研工作中，訾振发都凭着认真踏实的科研精神，取得了一项又一项突出成果。作为合肥师范学院学术带头人，新能源材料与器件专业负责人，大学物理与实验省级教学团队负责人的訾振发，同时还是安徽省杰出青年获得者、安徽省学术和技术带头人后备人选，由于突出的科研成绩，2018年入选“皖江学者”特聘教授。作为一名大学教师，訾振发教授特别关心学生和青年教师的成长。“先做人后做事，做人要堂堂正正。”这也是他培养学生的首要标准。目标已定，只顾风雨兼程！在接下来的研究道路上，他将带领团队全力以赴。个人简介：訾振发，合肥师范学院学术带头人，新能源材料与器件专业负责人,“皖江学者”特聘教授，硕士生导师，安徽省杰出青年获得者。1997—2001年，安徽大学电子材料及元器件专业本科毕业；2001—2004年，安徽大学材料物理与化学专业硕士毕业；2006—2009年，中国科学院固体物理研究所凝聚态物理专业博士毕业。主要从事功能磁性材料和新能源材料研究。在国际重要学术期刊发表论文60多篇，被SCI他引700余次。目前为多个国际专业学术期刊特约审稿人。来源：科学中国人2018年9月（下）

“我非常荣幸担任广东以色列理工学院（下称“广以”）的校长！广以一定能走出一条办好一流新型大学的新路子，一定能成为一所特色明显的国际知名高等学府。”4月7日，广东以色列理工学院正式迎来新校长——计算凝聚态物理学家、中国科学院院士龚新高。从上海复旦大学奔赴汕头，履新广以校长，龚新高成为广以第二任校长，也是粤东粤西粤北地区高校的首位院士校长。拉长时间看，龚新高并不是第一位广东合办大学的院士校长。目前，全国已经招生的9所合办大学中，4所落户广东，3所都由院士担任校长。科学家会与新大学生擦出怎样的火花？在中国科学院和复旦大学网站上，龚新高的介绍简明而分量十足：1962年6月生于湖南省长沙县。1985-2005年任中国科学院固体物理研究所研究实习员、助理研究员、副研究员、研究员；2000年起担任复旦大学物理系教授；2009年起担任计算物质科学教育部重点实验室主任。1999年获得国家杰出青年基金，2017年当选为中国科学院院士。“计算物理与理论物理、实验物理一起，形成了物理学三足鼎立的态势。”早在2013年给学生开设的讲座上，龚新高介绍，有史以来人类做过约10"16次计算，而世界上最快的计算机每秒钟的运算量已与此相当，这为计算物理提供了技术支撑。他从计算模拟出发，发现了单质金属中金属键和共价键共存，预言了“金富勒烯”“理想玻璃”，突破了人们对单质金属以金属键相结合、结构密堆积的传统认识，激发了后续实验和理论研究。作为第一完成人，龚新高先后获得一项国家自然科学二等奖和两项省部级一等奖等，发表论文300余篇，引用超过14000次。现在，龚新高接棒广以校长职务，大家期待，科学家会与“10后”新大学生擦出怎样的火花？广东以色列理工学院于2016年经教育部批准正式设立，2017年首年招生，是由以色列理工学院与汕头大学合作办学的一所具有独立法人资格的中外合作大学。在任职大会现场，龚新高发表就职致辞，透露下一步的治校方向。“广以要坚持正确的办学方向，牢记中外合作办学的初衷和使命，全面引进以色列理工学院的优质教育资源，根植于博大精深、底蕴丰厚的中华文化土壤。”龚新高说，同时要抓住国家科技创新战略机遇，扩大办学规模，吸引优质生源，并根据区域社会经济发展需要，加快新专业的布局和发展。在教师队伍建设方面，龚新高说，要坚持以人才培养为中心，建设世界高水平的教师队伍。建设好一批一流学科，努力将学校的学科建设融入到国家的一流大学和一流学科建设体系。尽早把广以建设成为有国际影响力的研究型大学，为汕头、为广东的科技创新做好支撑。多所粤港澳合作办学校区也正紧锣密鼓建设在全国高校群中，合办大学是新兴产物。目前，全国已经招生的9所合办大学中，北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院（下称“UIC”）、香港中文大学（深圳）、广以和深圳北理莫斯科大学4所落户广东，前3所都由院士担任校长。有院士校长加持，在资源整合、教师队伍建设、影响力提升等方面的优势不言而喻。2019年2月，著名数学家、中国科学院院士汤涛担任UIC第二任校长。“人才是第一资源，没有人才，大学教育就办不起来。”上任之初汤涛曾表示，UIC首先会考虑引进更高水平的教师队伍，夯实师资实力。近两年来，UIC从全球引进讲师及以上级别教学人员141名，不断升级师资和科研队伍。建校7年的香港中文大学（深圳）首任校长是中国工程院院士徐扬生。截至2020年8月底，该校引进世界知名教师360多位，其中包括诺贝尔奖得主4位，国内外院士17位。随着粤港澳大湾区高等教育合作发展不断深入，现在多所粤港澳合作办学校区也正紧锣密鼓建设，高层次人才的聚集流动将更加普遍。香港科技大学（广州）正在广州南沙区抓紧建设，预计2022年开学；香港城市大学（东莞）由香港城市大学与东莞理工学院合作办学，双方于2020年初签署了合作办学协议，校区计划今年年中启动建设。而在珠海，澳门科技大学珠海校区准备落户珠海(国家)高新技术产业开发区，开设硕士及博士研究生的学位课程，珠海市人民医院还将建成澳门科技大学医学院第一附属医院。此外，香港公开大学计划在肇庆、香港理工大学选择佛山办学，也广受关注。为高等教育均衡发展下足力气龚新高从上海赶来汕头，成为了粤东粤西粤北地区高校的首位院士校长。刷新纪录的背后，折射出广东高等教育发展的主题：均衡。全省153所高校，其中粤东粤西粤北本科和高职院校不超过30所。而在2015年首轮高水平大学、高水平理工科大学建设中，粤东粤西粤北仅有汕头大学和广东海洋大学入选重点项目建设高校。如何破解高等教育发展不平衡不充分问题，推动广东从高等教育大省迈向高等教育强省，更好地服务经济社会发展和创新驱动发展战略？2018年1月，广东高等教育“冲一流、补短板、强特色”提升计划应运而生。该计划除遴选一批头部高校以“冲一流”为高水平大学建设目标外，还推出“补短板”的粤东粤西粤北高校振兴计划和“强特色”的特色高校提升计划。广东以色列理工学院、广东石油化工学院、韶关学院等十余所粤东粤西粤北高校得到前所未有的支持力度，再添发展动力，为粤东粤西粤北地区发展提供人才与科技支撑。现有学校改革发展的同时，如何提升高等教育毛入学率，让更多粤东粤西粤北地区学子能在“家门口”上大学，也是高等教育均衡发展的一大挑战。经过不断努力，2021年广东省教育工作会议宣布，2021年将有11所高校（校区）建成招生，其中9所落户粤东西北地区，实现地级以上市本科高校（校区）、高职院校全覆盖。在不久前公示的《2021年粤东粤西粤北地区新建迁建高校资金安排方案》中，有7.73亿元省级财政专项资金重点支持7所高校，包括了华南师范大学汕尾校区、广东工业大学揭阳校区、广东海洋大学阳江校区，以及广东汕头幼儿师范高等专科学校（筹）、广东梅州职业技术学院（筹）、广东潮州卫生健康职业学院（筹）和广东云浮中医药职业学院（筹）。今年秋季，粤东粤西粤北的新大学将迎来第一批学生。扩容提质，增长强劲。在粤东粤西粤北，更多高校已建起来，院士校长等高层次优秀人才加盟助力，粤东粤西粤北打造人才聚集、教育提升新高地的目标越来越近。南方日报记者 姚瑶 吴少敏 蔡沚彦 通讯员 李敏 林冰淳

近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所计算物理与量子材料研究部研究员郑小宏课题组在利用光学伽伐尼效应产生纯自旋流的研究中，基于结构对称性提出一个新的鲁棒方案，即在具有空间反演对称性的二维反铁磁体系中实现光生纯自旋流。相关研究成果以Two-dimensional centrosymmetrical antiferromagnets for spin photogalvanic devices为题，发表在Nature合作期刊NPJ Quantum Information上。实现无净电荷流伴随的纯自旋流是凝聚态物理和自旋电子学的重要研究课题，近年来，光学伽伐尼效应在低维体系的研究引发学界广泛关注。当光学伽伐尼效应应用于具有空间反演对称性破缺的强自旋轨道耦合体系或自旋极化的铁磁体系时，仅需通过光照，便可产生自旋极化的光电流或纯自旋流，这为实现纯自旋流提供了新途径。然而，以往对光学伽伐尼效应诱导纯自旋流的研究集中于强自旋轨道耦合的体系或铁磁体系，且光生自旋极化光电流的一个重要条件是电子能带须具备自旋劈裂特征。此外，这些体系并非原始材料，均需经过一定的修饰加工、满足一定的对称性才能达到光生纯自旋流的条件，这对实验制备条件提出了苛刻的要求，因此，实现光生纯自旋流这个目标并不容易。为克服上述困难，研究人员基于光学伽伐尼效应产生纯自旋流对结构对称性的要求，提出了在二维反铁磁体系中产生纯自旋流的鲁棒方案，即基于光学伽伐尼效应在具有中心反演对称性并且自旋极化具有反对称性的二维反铁磁磁体系中产生纯自旋流。该方案被应用于具有自旋简并能带结构的锯齿形石墨烯纳米带构建的自旋光电器件中。研究发现，纯自旋流的产生既不依赖光子能量和光的偏振特征，也不依赖电子自旋能带是否劈裂和简并，这表明能带自旋劈裂不是光生纯自旋流的必要条件。此外，通过施加外置电场可解除器件中电极端的自旋简并特点，所构建的器件能实现自旋电子器件的多种功能，包括可产生完全自旋极化电流和实现纯自旋流。更重要的是，这种基于光学伽伐尼效应产生纯自旋流的鲁棒方案不仅限于石墨烯纳米带，还可推广至其他具有自旋极化反演反对称性和结构反演对称性的二维反铁磁体系，这对发展低功耗的自旋器件设计具有重要的参考意义。研究工作得到国家自然科学基金和国家留学基金委项目的资助，相关计算在中科院超算中心合肥分中心完成。图1.基于带宽为6的锯齿形石墨烯纳米带构建的自旋光电器件（a-b）以及（c）器件的三种栅压构型图2.锯齿形石墨烯纳米带的（a）电荷密度和（b）自旋密度分布图；（c）线偏振光以及（d）椭圆偏振光照射下，自旋分辨光电流和、总的电荷光电流随偏振角以及螺旋角的变化图3.锯齿形石墨烯纳米带体系的纯自旋流产生示意图【来源：合肥物质科学研究院】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

近日，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所功能材料与器件研究部研究员赵邦传课题组，在MoS2锂/钠离子电池电极材料性能调控研究方面取得新进展，科研人员对材料的形貌进行优化设计，制备出一种高性能的纱球状MoS2电极材料，相关研究成果以Yarn ball-like MoS2nanospheres coated by nitrogen-doped carbon for enhanced lithium and sodium storage performance为题，发表在Journal of Power Sources上。目前，商用锂离子电池负极材料石墨和钛酸锂都存在理论比容量低、倍率性能差等缺点，无法满足人们对高能量/功率密度锂离子电池器件的需求，石墨电极在使用时存在由于放电电压过低导致的安全性问题。此外，用作钠离子电池负极材料时，石墨电极很难与Na+形成稳定的化合物，比容量低。因此，寻找既能作为锂离子电池负极又能用作钠离子电池负极的材料，具有重要意义。过渡金属二硫族化合物大多具有二维类石墨烯层状结构和较大的层间距，有利于Li+和Na+离子在其中的传输。以MoS2为例，其层间距为6.15埃，当作为锂电或钠电负极时，其理论比容量高达670 mAh g-1，在锂电和钠电领域都具有较大的应用潜力。然而，由于其导电性差且离子嵌入/脱出时体积变化较为严重，影响其电化学性能，限制其实际应用。为此，科研人员采用过程简单、成本低廉、环境友好的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）辅助水热法，制备出一种氮掺杂碳包覆的纱球状MoS2纳米结构复合材料MoS2-PVP@NC，该材料用作钠离子电池负极时，表现出优异的性能，在1 A g-1的电流密度下经过200次循环后的比容量为410.2 mAh g-1，在10 A g-1大电流密度下比容量为352.1 mAh g-1。此外，MoS2-PVP@NC也显示出优异的锂电性能，在1 A g-1电流密度下经过300次循环后其比容量高达607.1 mAh g-1，在10 A g-1大电流密度下的比容量仍能保持在356.0 mAh g-1。研究发现，材料的优异性能主要来源于其纱球状结构和氮掺杂碳包覆层间的协同作用，纱球状纳米结构可增强材料的结构稳定性，而氮掺杂碳包覆层可进一步改善材料的结构稳定性和导电性，因而MoS2-PVP@NC复合材料能够表现出优异的锂/钠存储性能。研究工作受到国家重点研发计划项目和国家自然科学基金委大科学装置联合基金项目的支持。论文链接 图1.MoS2-PVP@NC复合材料的合成示意图图2.MoS2-PVP@NC复合材料的锂电性能图3.MoS2-PVP@NC复合材料的钠电性能【来源：合肥物质科学研究院】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所内耗与固体缺陷研究室研究员方前锋课题组通过设计非对称结构固态电池，研究了锂离子在固态电池中的沉积及传输规律，为探究全固态锂电池中锂枝晶的生长及抑制机理提供了重要参考。相关研究成果以Intragranular growth and evenly distribution mechanism of Li metal in Li7La3Zr2O12 electrolyte 为题发表在Journal of power sources上。锂离子电池能量密度高、稳定性强、循环寿命长，作为一种商业化的高效储能器件得到了广泛应用。然而，由于商用锂离子电池中使用易燃的有机电解液，当电池处于高温、短路、过充或者物理损伤等状态时，极易引发火灾甚至爆炸。所以使用不可燃的无机固态电解质代替液态电解液，是解决锂电池安全性问题最为有效的方法之一。然而，由于锂离子在负极沉积过程中，会自发形成树枝状的锂枝晶，其尖锐结构容易刺破隔膜，导致电池短路，造成安全隐患。因此，采用无机固态电解质取代液态有机电解液，并有效抑制充放电过程中锂枝晶的生长，可较好地解决锂离子电池的安全问题，而正确认识锂离子在固态电池中的沉积及传输过程，对于抑制锂枝晶生长，防止电池短路至关重要。为此，科研人员通过将电解质两侧金属锂电极设计成互为垂直结构，构筑了非对称结构的固态电池（图1a），通过观察锂在电解质表面沉积状态来推断锂离子在电解质内部的传输过程。同时，在电解质表层中心区域溅射Au原子层，通过与未溅射Au原子层区域相比较，获取Au原子层对锂离子沉积的影响规律。研究结果表明，电解质表层的电子分布状态会直接影响电解质内锂离子的传输路径（图1b），使得来自电解质上表层的锂离子在电解质内呈发散状传输。进一步分析发现，在未溅射Au溅射区，锂离子沉积呈现为无规则区域富集分布状态（图1a中蓝框内左侧区域），将诱导锂枝晶生长进而诱发短路现象发生。而在溅射有Au原子层区域，锂离子沉积呈现为均匀球形颗粒分布状态（图1a中红框区域及蓝框内右侧区域），有效抑制了由于锂枝晶的生长带来的锂离子电池的安全隐患。该工作的开展为全固态电池界面性能优化及安全性能提升提供了理论与实验基础。该项研究工作得到国家自然科学基金和安徽省自然科学基金的支持。图1：（a）锂离子在固态电解质表面不同区域沉积形貌；（b）锂离子传输及沉积示意图。

近日，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所（ISSP）的科学家报告说，他们已经通过湿化学方法获得了宏观的V4C3Tx MXene。MXene是材料科学中的一类二维无机化合物。这些材料由几个原子层厚度的过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物构成。它最初于2011年报道，由于MXene材料表面有羟基或末端氧，它们有着过渡金属碳化物的金属导电性。MXenes在电化学储能、电磁干扰屏蔽、传感器、催化等方面已显示出优势。此外，由于它们的金属导电性，可调谐的功函数和可调节的带隙，它们在电子和光子应用中也表现出出色的性能，这是MXene研究的新兴领域，具有巨大的潜力。通常，所获得的MXene是微米尺寸或更小，因为它们通常是通过蚀刻微米尺寸（<38微米）的MAX相多晶粉末而制得的。如此小的MXene材料尺寸限制了它们在电子和光子设备中的应用。如何获得大尺寸甚至宏观尺寸的二维MXene材料已经成为亟待解决的问题。为此，ISSP的研究人员首先通过高温通量法生长了毫米级的V4AlC3单晶。然后，将V4AlC3单晶在室温下浸入氢氟酸中40天。结果，选择性地蚀刻了V4AlC3单晶的Al层，从而形成了大尺寸的V4C3Tx MXene。宏观V4C3Tx MXene的获得不仅将为探究其在电子和光子器件中的应用提供可能，而且还将刺激其他宏观MXene材料的制备和应用。

据《科技日报》12月2日报道，记者从中国科学院合肥物质科学研究院获悉，该院固体物理研究所极端环境量子物质中心团队在极端高温高压条件下成功获得了氢和氘的金属态。相关研究成果日前发表在国际重要学术刊物《先进科学》上。这是固体物理研究所量子中心研究团队继成功合成流体金属氮之后，在轻质元素高压研究上取得的又一重要突破。2015年和2018年，美国两实验室观察到过这种氢和氘的流体金属态，分别发表在当年的《科学》期刊上，但两者报道的温度与压力曲线差异很大，无法准确确定流体金属氢的存在区域。中科院合肥研究院固体所量子中心研究人员在前期工作基础上，基于金刚石对顶砧装置并结合脉冲激光加热技术，在实验室中创造出了可模拟地核的极端温度压力条件，将气态的氢和氘成功转变成流体金属态；并利用超快宽带超连续光谱探测到了样品的光学吸收、反射特征，揭示了流体金属氢和氘的光、电等物理特性。研究结果明确了流体金属氢和氘的存在区域，并进一步说明这种金属态需要经历相当宽的高温高压半金属区域才能够获得。该项目得到国家自然科学基金面上项目、国家重大仪器研制项目等项目支持。“高压物理的圣杯”据《中国科学报》9月26日报道：氢是宇宙中含量最丰富的元素。在常压下，两个氢原子结合形成氢分子。1935年，诺贝尔物理奖得主尤金.维格纳和物理学家希拉德.亨廷顿预测，氢在25 GPa的高压下会变为金属氢。北京高压科学研究中心（HPSTAR）主任、中国科学院外籍院士毛河光告诉记者，这种材料具有超高的能量密度，理论预测是室温超导体和超流体，甚至可能是由未知的新物理机制操控的一种新颖的凝聚态。同时，金属氢也被认为是氢在木星、土星等大行星中的一种重要的存在形式。因此，有人将金属氢称为“高压物理的圣杯”。近一个世纪以来，高压学者通过不懈努力，已经使高压技术所能达到的压力接近预想中的条件，并在这一过程中发现了许多种氢的高压新相。金刚石对顶砧示意图（图自HPSTAR）然而，维格纳和亨廷顿显然大大低估了形成金属氢所需的压力，时至今日，人类还未实现静态高压下金属氢的相变，后来的研究认为金属氢相变的压力至少要达到500 GPa。500 GPa是什么概念？北京高压科学研究中心研究员李冰告诉《中国科学报》，地心的压力约为360 GPa。这么高的压力要如何才能得到？李冰告诉记者，金刚石对顶砧压机用两颗顶对顶放置的金刚石相互施压，可以产生约400 GPa极限静态压力，这是达到如此高的静态压力的唯一手段。北京高压科学研究中心研究员吉诚告诉《中国科学报》记者，目前金属氢的研制已经进入白热化阶段，这几年不断有研究小组声称合成了金属氢，但是在业内难以得到共识。很大一个原因是因为在极端条件下由于物理限制，往往测量手段匮乏，测量结果的准确性也不尽如人意。而且众多学者对通过深入研究金属氢以及氢金属化过程，以探索其所蕴含的新的物理机制的重要性，目前也没有足够的认识。