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说起业界所谓的“超级材料”，相信不少人首先想到的会是蓝宝石。没错，这种硬度超高的材料因为苹果的青睐而备受关注。但除了蓝宝石之外，科学家们已经在实验室中研发出了不少意义重大的超级材料，本文就将对其中的6种进行介绍。 自我修复材料——仿生塑料 人体具备非常强大的自我修复能力，但建筑环境却并不具备这种能力。去年，伊利诺伊大学的Scott White研发出了一种具备自我修复能力的仿生塑料。这种聚合物内嵌有一种由液体构成的“血管系统”，当出现破损时，液体就可像血液一样渗出并结块。相比其他那些只能修复微小裂痕的材料，这种仿生塑料可以修复最大4毫米宽的裂缝。 热电材料——热量清道夫 对于任何一部会使用能源的设备来说，废热的产生都是不可避免的。根据估算，人类所使用的所有能源当中有2/3都以废热的形式流失了。可要是有办法能够捕捉到这些被浪费的能量呢？ 去年，一家名为Alphabet Energy的公司开发出了一种热点发电机，它可被直......阅读全文
“光学大家”高端人物访谈栏目终于在2021年与大家见面了！这里是对大师们高光时刻的致敬，是对当代光学家科学智慧与探索精神的全记载，更是青年学者与光学大家的对话与交锋。近期，中国光学微结构材料专家、中国科学院院士祝世宁接受了Advanced Photonics特邀编辑中国科学院物理所常国庆研究员的专访
光学性质是超材料最为重要的一种性质。光学超材料是传输光线的材料，这些材料以折射、反射和透射的方式，改变光线的方向、强度和位相，使光线按预定要求和路径传输，也可吸收或透过一定波长范围的光线而改变光线的光谱成分。 目前已有的研究中，光学超材料多采用玻璃、晶体、塑料等作为结构制作原型，与传统不同的是
随着环境和能源问题的日益凸显，新型清洁能源技术的开发利用备受各国瞩目。除太阳能和风能等绿色能源外，自然界和人类活动中还存在着能量巨大的耗散余废热未被有效回收利用。基于热电转换材料的新型清洁能源技术可将这些低品质的热能回收转换成有用的电能，具有零排放、安全可靠和使用温度范围广等显著优点。
美国劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校的科学家在《物理评论快报》杂志撰文指出，他们设计出了一种拥有自然界中没有的新奇属性的“量子超材料”, 它由光组成的人造晶体及被捕获的超冷原子构成，在很多方面与晶体类似，但结构更“完美”，没有天然材料内常见的瑕疵。 研究人员表示，他们或能精准定位此种
透镜是许多光学仪器和电子产品不可或缺的组成部分。透镜通常由玻璃制成，而玻璃透镜由于具有一定的体积和重量，常常会使得仪器变得比较笨重，特别是在需要使用多个透镜的时候更是如此。 超材料（Metamaterial）一直是光子晶体研究里面最尖端的项目之一。超材料的本质就在于尺寸小于光的波长的纳米结构
导读超材料是通过设计亚波长结构单元的几何形状与排列，实现新奇、特奇性质的复合材料。早在1990年John B. Pendry提出使用亚波长开口谐振环实现负磁导率的结构单元时，就提到该结构具有独特的非线性特征[1]。此后，关于超材料的非线性特性的研究在光波段被广泛研究报道。但是，这些基于金属单元的超材
人们常常用鬼斧神工形容大自然事物的美妙和自然力之强大，而用巧夺天工来形容人工事物的巧思以及由此引发的击节赞叹。一般认为超材料是具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料，它们在超快光调制、负折射率、倏逝波传播、反常多普勒效应、亚波长成像、隐身、全光通讯、手性识别、光子晶体等领域
众所周知，橡胶是有弹性的。日本横滨市立大学的研究人员首次在有机晶体中发现了另一种完全不同形式的超弹性，其源于晶体结构内部的分子变化，此前这种现象只在合金和某些无机材料中被发现。这类超弹性有机晶体在建筑和医学领域当中具有潜在应用价值。该研究结果刊登在最新一期的德国《应用化学》杂志上。 超弹性，也
特拉维夫大学的研究人员通过研究光与物质的相互作用，开发出了新型光学材料，此非线性超材料有望用于未来通信芯片的制造，将开启打破数据转换的障碍的大门。 从计算机，平板电脑和智能手机到汽车，家庭和公共交通，我们的世界一天天的变得更加数字连接化，而支持大量数据交换所必需的技术就显得至关重要。
光子晶体特有的周期性排列结构产生的独特光学调控性能使之在传感、催化、检测等光学器件方面具有重要应用。而光子晶体表面的特殊浸润性设计会赋予材料更多优异性能及新应用，比如可有效加速光子晶体的传感及检测、可实现具有超强防污的光子晶体光学器件等，因此光子晶体超浸润性研究得到了广泛关注。 在国家自然科学
如图3，一对发射阵元和接收阵元可以虚拟出一个收发阵元，则对于M发N收的MIMO雷达，发射阵元和接收阵元共有M x N对，即可以虚拟出M x N个收发阵元，其个数一般是远远大于N的，从而实现了阵列孔径的扩展。例如2发4收的MIMO雷达，可以形成8元的虚拟阵列。如此，德州仪器（TI）3发
人们常常用鬼斧神工形容大自然事物的美妙和自然力之强大，而用巧夺天工来形容人工事物的巧思以及由此引发的击节赞叹。一般认为超材料是具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料，它们在超快光调制、负折射率、倏逝波传播、反常多普勒效应、亚波长成像、隐身、全光通讯、手性识别、光子晶体等领域具
中科院上海硅酸盐研究所科研人员与美国密歇根大学和西北大学研究人员合作，合成了一种既不同于寻常晶粒取向随机的多晶材料、也不同于无晶界的单晶材料、具有高度取向性的马赛克晶体热电材料，从而实现了类似玻璃材料的极低热导率和晶体材料的优异电输运性能，其热电优值远高于普通多晶材料体系。相关研究成果日前发表于
不仅仅是鸟类的眼睛，准晶体、随机数阵、宇宙的大尺度结构，甚至乳浊液和胶质等软物质系统中都发现了“超齐构体”的身影。而在对“超齐构体”现象研究的这一过程中，他们发现了这种“超齐构体”材料有许多实用的新特性。 当圣路易斯华盛顿大学的乔·科尔博（Joe Corbo）教授透过显微镜观察鸡的眼睛装片时，
深圳再添一个诺贝尔奖科学家实验室。12月4日上午，市长陈如桂和石墨烯发现者、2010年诺贝尔物理学奖得主安德烈·盖姆等，共同为深圳盖姆石墨烯研究中心揭牌，该研究中心将依托清华-伯克利深圳学院和清华大学深圳研究生院建设国际顶尖的石墨烯科研平台。 石墨烯被誉为材料之中的“黑金”和“新材料之王”，科
光子晶体特殊的光学调控性能使之在传感、催化、检测等光学器件方面具有重要应用。由于光子晶体的特殊浸润性赋予其更多优异性能及新应用，光子晶体超浸润性研究得到广泛关注。 在国家自然科学基金委和中国科学院的大力支持下，中科院理化技术研究所仿生材料与界面科学院重点实验室的科研人员在具有超浸润性光子晶体的
在锂离子电池发展的过程当中，我们希望获得大量有用的信息来帮助我们对材料和器件进行数据分析，以得知其各方面的性能。目前，锂离子电池材料和器件常用到的研究方法主要有表征方法和电化学测量。 电化学测试主要分为三个部分：（1）充放电测试，主要看电池充放电性能和倍率等；（2）循环伏安，主要是看电池的充放
因为可以组织成看起来像分子的结构，一些世界上最小的晶体被称为人造原子，包括作为新材料潜在构件的超晶格。 现在，来自斯坦福大学的科学家首次观察到纳米晶体迅速形成超晶格并不断增长的过程。他们的发现将有助于科学家微调装配工艺，使其适应新型材料，如磁存储、太阳能电池、光电子以及
中国科学家研制的一种高强度镁合金材料接近了理论上镁基合金的强度极限。 在刚刚出版的《自然》杂志中，香港城市大学副校长吕坚、浙江大学朱林利副教授等中国科学家联合发表的论文《采用双相纳米结构制成高强度镁合金材料》（Dual-phase nanostructuring as a route to h
英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章（2015年8月
据美国物理学家组织网7月24日报道，美国科学家研发出了一种新方法，改变了半导体的三维结构，使其在保持电学特性的同时拥有了新的光学性质，并据此研制出了首块光学电学性能都很活跃的新型光子晶体，为以后研制出新式太阳能电池、激光器、超材料等打开了大门。研究发表在最新一期《自然·材料学》杂志上。 光子晶
中国南京大学和美国加州理工学院研究人员11月25日在英国《自然·材料》杂志网络版上发表论文称，他们设计出一种新型硅基光子芯片，初步实现了光的单向无反射传输，拓展了光子晶体及传统超构材料的研究领域，为经典光系统中探索和发展具有量子特性的新型光子器件提供了新的研究思路。 通过光子而非电子携带信
2008年那场席卷全球的金融风暴，至今仍然让世界经济陷入下行境地。 这股寒流无可避免地袭击了中国。 在多元化并存的当下社会，一个国家的兴盛，注定要完成由大到强的转型。在这个过程中，科技创新扮演着至关重要的角色。 在第一个五年计划时期，156个重点工业的布局，奠定了我国产业结构的
2019年6月27日，两年一次的亚太材料科学院（Asian Pacific Academy of Materials，APAM）会议在新加坡南洋理工大学召开。 会议选举出新的院士（Academician）32名，副院士（Associate Academician）12名。其中我国大陆有16人当
近日，中国科学院过程工程研究所与以色列特拉维夫大学和中国科学院化学研究所合作提出了肽超分子结晶的“分级取向组织”理论模型，该模型区别于基于Ostwald熟化的传统超分子组装机理和晶体生长理论，为新型超分子功能材料的设计和开发提供了理论指导。相关工作发表于Nature Reviews Chemis
本周《自然》发表的一篇论文Damage-tolerant architected materials inspired by crystal microstructure报道了一种强度增加但质量依旧较轻的人造材料——这种材料是利用多向晶格，并结合3D打印技术制成。这种新型晶格是根据强金属合金的基
自1991年碳纳米管(CNT)被日本学者Iijima发现以来，由于碳纳米管具有许多异常的力学、电学和化学性能，始终是材料研究的热点，2009年碳纳米管物理性质研究，如载流能力得到翻倍，同时在医学、能源等领域应用研究不断拓展，制备和产业化研究也取得了新进展。美国麻省理工学院研究表明，可以在无金
材料是人类生存和社会发展的物质基础，它既包括日常广泛使用的水泥、陶瓷、玻璃、金属、木材和高分子材料，也包括那些通过创新工艺制造出的具有特殊性能和功能的材料，如纳米材料、光电子材料、量子材料、超材料等。材料是一个既古老又充满活力的科技领域。从历史上看，人类从使用天然材料的石器时代开始，材
光子晶体超浸润性赋予具有独特光学调控性能的光子晶体材料在传感、检测、防污、驱动、油水分离等方面的新应用。理化所仿生材料与界面科学重点实验室江雷院士团队在具有超浸润性光子晶体的制备及应用方面取得系列重要进展（Chem. Soc. Rev., 2016, 45, 6833）。研究人员考察了基底浸润性
记者从安徽大学获悉，由该校程龙玖博士和中科大杨金龙教授组成的团队，在金属团簇电子结构领域的研究中取得重要进展。他们提出了一种新的超级共价键模型来描述金属团簇的电子结构，通过超级共价键模型首次从电子结构角度解释了配合物的稳定性，从而有望解释近百年来一直困扰理论物理化学家的合金性质难题。相关研究近日