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劉奇航及其合作者以最近由中科院物理所領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的ZnCu3(OH)6BrF為例，采用修正后的單體平均場(chǎng)密度泛函理論方法，對(duì)這一體系的本征和摻雜行為進(jìn)行了詳盡的模擬。研究發(fā)現(xiàn)，ZnCu3(OH)6BrF摻雜后，摻入的電子并沒有成為期待的“自由載流子”，而是局域在一個(gè)銅原子周圍，引起了局域形變。這種電子與束縛它的晶格畸變的復(fù)合體稱為極化子（如圖一所示）。本征材料的帶隙中形成新的電子態(tài)。因此，電子摻雜后，ZnCu3(OH)6BrF并沒有實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變。相比之下，具有類似CuO4局部環(huán)境的銅氧化物高溫超導(dǎo)體的母體材料Nd2CuO4顯現(xiàn)除了不同的隨摻雜濃度變化的導(dǎo)電性。研究發(fā)現(xiàn)，低摻雜濃度時(shí)，銅原子附近形成較為擴(kuò)展的極化子，因此在高摻雜濃度時(shí)，這些極化子之間的躍遷可以使系統(tǒng)導(dǎo)電性大大增加，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變，與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)很好地吻合。? 該研究圓滿地解釋了最近實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到的Kagome晶格的鋅銅羥基鹵化物在摻雜后并不導(dǎo)電的現(xiàn)象，指出要在量子自旋液體實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，僅僅找到量子自旋液體體系是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須實(shí)現(xiàn)有效摻雜，注入一定濃度的“自由載流子”，為耕耘在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)工作者提出了新的挑戰(zhàn)和實(shí)驗(yàn)方向。

（專利號(hào)：ZL 201510578249.5） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開了一種Mg2Ni型三元Mg?Ni?Cu可逆儲(chǔ)氫材料及其制備方法，屬于儲(chǔ)氫技術(shù)領(lǐng)域。該儲(chǔ)氫材料成分范圍為：Mg占合金原子百分比為66.7％，Ni+Cu占合金原子百分比為33.3％，Cu在Ni+Cu中的原子百分比為0～12％，原料的純度均不低于99.5％。該儲(chǔ)氫材料制備的關(guān)鍵在于首先制備高化學(xué)穩(wěn)定性的Ni(Cu)固溶體粉末，然后將固溶體粉末和Mg粉按比例混合燒結(jié)得到高純Mg2Ni型三元Mg20Ni10?xCux(0<x≤1.2)可逆儲(chǔ)氫合金。本發(fā)明涉及的材料具有高的儲(chǔ)氫容量(3.5wt％以上)和良好的低溫放氫動(dòng)力學(xué)等特性，Cu替代貴金屬Ni降低了材料的使用成本。本發(fā)明涉及的制備方法具有工藝溫和、簡(jiǎn)單、易控，生產(chǎn)設(shè)備投資少，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染，易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的顯著優(yōu)點(diǎn)。

簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開一種超級(jí)電容器用相互連接且卷起的網(wǎng)狀石墨烯材料的制備方法，屬于新型炭材料技術(shù)領(lǐng)域。該方法是以蒽油為碳源，納米碳酸鈣為模板，氫氧化鉀為活化劑，加入N,N?二甲基甲酰胺使三者混合均勻后，置于管式爐中，在氬氣氣氛下加熱，直接制備得到目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明以廉價(jià)的碳酸鈣為模板，蒽油為碳源，制備的相互連接且卷起的超級(jí)電容器用網(wǎng)狀石墨烯電極材料具有容量高、可用能量密度大等優(yōu)點(diǎn)。該材料用作對(duì)稱型超級(jí)電容器電極材料，在BMIMPF6離子液體電解液中，0.05A/g電流密度下，其比容為256F/g，可用能量密度高達(dá)143Wh/kg，可以和鋰離子電池的能量密度相媲美。  

本發(fā)明公開了一種用于超級(jí)電容器電極材料的納米氧化鎳的制備方法及其制備的納米氧化鎳，首先將NiCl2·6H2O與氯化膽堿基深共熔溶劑混合，得到質(zhì)量濃度為10～30g/L的溶液Ⅰ；加熱至120～150℃，將100～300份的去離子水與1000份溶液Ⅰ混合，反應(yīng)0.5～2h，經(jīng)離心分離得到沉淀物，再經(jīng)洗滌、干燥、煅燒后，得到所述的納米氧化鎳。本制備方法條件溫和、耗時(shí)短，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；制備得到的花狀納米NiO的晶粒粒徑小于10nm，粒徑分布均勻且比表面積大，以其作為電極材料制備的超級(jí)電容器，具有較高的可逆容量和循環(huán)性能，3000次充放電循環(huán)后比容量仍穩(wěn)定在460F/g附近。

用各種物理手段（電場(chǎng)、磁場(chǎng)、壓力、摻雜等）創(chuàng)造新的物態(tài)或調(diào)控不同量子物態(tài)是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域廣受關(guān)注的研究前沿，并有巨大的應(yīng)用前景。而超短脈沖激光的飛速發(fā)展使得光激發(fā)調(diào)控復(fù)雜量子材料的晶體結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)成為可能。層狀過(guò)渡金屬二硫化物MoTe2可以形成幾種不同的晶體結(jié)構(gòu)并具有不同的物理性質(zhì)或拓?fù)淠軒ЫY(jié)構(gòu)，為調(diào)控或切換不同結(jié)構(gòu)相變提供了可能性。最近量子材料科學(xué)中心王楠林課題組和合作者利用超快泵浦探測(cè)和時(shí)間分辨的二次諧波探測(cè)技術(shù)，研究了MoTe2中兩個(gè)半金屬相之間激光誘導(dǎo)的亞皮秒時(shí)間尺度的結(jié)構(gòu)相變。 MoTe2是由MoTe6八面體結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的原子層沿c方向堆疊形成的二維材料系統(tǒng)，不同的堆疊方式具有不同晶體對(duì)稱性。1T-MoTe2在室溫時(shí)是單斜的1T’相，隨著溫度降低在250K時(shí)發(fā)生結(jié)構(gòu)相變，轉(zhuǎn)變成正交的T_d相，其中可以存在第二類外爾費(fèi)米子。王楠林課題組通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度的近紅外激光脈沖可以在亞皮秒時(shí)間尺度內(nèi)將中心反演對(duì)稱性破缺的T_d相驅(qū)動(dòng)到具有中心反演對(duì)稱的1T’相。該相變發(fā)生的最明顯的特征是時(shí)間分辨的反射率變化中橫向剪切振蕩聲子的消失和二次諧波強(qiáng)度的急劇下降。通過(guò)選擇和改變激發(fā)脈沖的脈寬和波長(zhǎng)，從實(shí)驗(yàn)上排除了激光加熱效應(yīng)。該項(xiàng)研究首次在超快亞皮秒尺度內(nèi)實(shí)現(xiàn)了激光誘導(dǎo)的非加熱效應(yīng)引起的MoTe2晶體中第二類Weyl半金屬相與正常半金屬相的超快結(jié)構(gòu)相變。它為超快激光控制固體的拓?fù)涮匦蚤_辟了新的可能性，使超快激光激發(fā)的拓?fù)溟_關(guān)器件具有潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 該工作于2019年5月22日在線發(fā)表于著名學(xué)術(shù)期刊Physical Review X（Phys. Rev. X 9, 021036 (2019)），第一作者為量子材料中心博士生張夢(mèng)瑤，王楠林教授和其研究組的董濤博士是通訊作者，量子材料科學(xué)中心王健教授研究組為該工作提供了樣品。該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、國(guó)家重點(diǎn)研究開發(fā)項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持。

團(tuán)隊(duì)基于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料低密度，高強(qiáng)度,材料性能可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，抗腐蝕性和耐久性能好等特點(diǎn)，已開發(fā)出汽車的引擎蓋、車門、行李箱蓋、翼子板、后視鏡、方向盤、排擋頭、懸架彈簧、電池箱等汽車輕量化零部件，以及軌道車輛地板、內(nèi)壁板、座椅、衛(wèi)生間產(chǎn)品，相應(yīng)成果在科協(xié)年會(huì)上得到李源潮、萬(wàn)鋼等國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人肯定，人民日?qǐng)?bào)等媒體進(jìn)行報(bào)道。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:團(tuán)隊(duì)基于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料低密度，高強(qiáng)度,材料性能可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，抗腐蝕性和耐久性能好等特點(diǎn)，已開發(fā)出汽車的引擎蓋、車門、行李箱蓋、翼子板、后視鏡、方向盤、排擋頭、懸架彈簧、電池箱等汽車輕量化零部件，以及軌道車輛地板、內(nèi)壁板、座椅、衛(wèi)生間產(chǎn)品，相應(yīng)成果在科協(xié)年會(huì)上得到李源潮、萬(wàn)鋼等國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人肯定，人民日?qǐng)?bào)等媒體進(jìn)行報(bào)道。應(yīng)用范圍:材料的輕量化，就是在保證汽車、軌道交通等零部件的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車、軌道交通的整備質(zhì)量，從而提高汽車、軌道交通的動(dòng)力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。由于環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車、軌道交通的輕量化已經(jīng)成為世界汽車、軌道交通發(fā)展的潮流，本成果具有較廣闊的用途和市場(chǎng)應(yīng)用前景。

本成果發(fā)明的一類芳香雜環(huán)酮或酮醌類化合物作為鋰離子二次電池正極材料，是以具有芳香雜環(huán)酮或酮醌為電化學(xué)氧化還原位點(diǎn)的有機(jī)化合物，包括芳香雜環(huán)酮和芳香雜環(huán)酮醌類衍生物。該類化合物以芳香共軛酮或酮醌骨架上的羰基與鋰離子的反應(yīng)為作用機(jī)制并以羰基為反應(yīng)活性位點(diǎn)，酮羰基、酮醌羰基是都是有機(jī)化合物正極材料中普遍使用的活性官能團(tuán)之一，能夠用于實(shí)現(xiàn)較高的比容量、更正的氧化還原電位和更高的放電電位，并作為高比容量、高循環(huán)性能的鋰離子正極材料。 該類

一種摻雜鋅和鈷的氫氧化鎳/碳納米復(fù)合材料，包括碳材料粉末基底和負(fù)載在碳材料粉末基底上的摻 雜鋅和鈷的氫氧化鎳，所述碳材料粉末的質(zhì)量百分比為 1wt.％～99wt.％，所述鎳、鋅和鈷的摩爾比為 80-98：1-10：1-10。其制法為：將碳材料粉末與溶劑加入到反應(yīng)器中，超聲波振動(dòng)處理，得到充分潤(rùn)濕 的碳材料；將鎳鹽、鈷鹽及鋅鹽加入到超純水中，配制成混合反應(yīng)溶液；將混合反應(yīng)溶液加入到充分潤(rùn) 濕的碳材料中，以噴霧的方式加入強(qiáng)堿水溶液，過(guò)濾，洗滌、干燥