材料领域期刊的“国产之光”,一起了解一下作为SCI一区top的国产期刊


1. Nano-Micro Letters

Nano-Micro Letters是一份以SpringerOpen品牌出版的同行评审、国际、跨学科和开放获取期刊,专注于纳米或微米结构和系统在物理、化学、生物学、材料科学、药学及其扩展接口,至少有一个维度,从几个亚纳米到几百微米不等。特别强调从纳米到微米的长度尺度自下而上的方法,因为纳米技术达到工业应用的关键是在微米尺度上组装、修饰和控制纳米结构。其目的是提供一个跨越边界的出版平台,从纳米到微米,从科学到技术。

(来源:https://www.springer.com/journal/40820)

2. Bioactive Materials

Bioactive Materials是一份国际同行评审的研究出版物,涵盖生物活性材料的所有方面。该杂志欢迎提交与与所有生物物种的细胞、组织或器官接触的下一代生物材料的科学和工程相关的研究论文、评论和快速交流。生物活性材料将具有对生物环境的适应性,旨在刺激/指导适当的细胞和组织反应,或控制与微生物物种的相互作用。

(来源:https://www.sciencedirect.com/journal/bioactive-materials/)

3. Nano Research

Nano Research是一份同行评审的国际跨学科研究期刊,重点关注纳米科学和纳米技术的各个方面。从纳米材料科学的基本方面到此类材料的实际应用,所有主题领域都征集了意见书。Nano Research 2008-2010年发表的所有研究成果均可在线免费获取。

(来源:https://www.springer.com/journal/12274/)

4. Journal of Materials Science & Technology

Journal of Materials Science & Technology旨在加强材料科学与技术科学活动的国际交流。该刊主要报道世界各地材料科学与工程的成果,以原创性研究论文、编辑邀请的评论文章、来信、具有新颖性的研究笔记和科学成就简介为主,涵盖范围广泛。

(来源:https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-materials-science-and-technology/)

5. Science China -Materials

SCIENCE CHINA Materials (SCMs)是一份国际同行评审期刊,涵盖材料科学的各个方面。该刊由中国科学院主管,中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办。它由科学中国出版社和施普林格每月以印刷和电子两种形式联合出版。SCIENCE CHINA Materials的使命是鼓励在材料科学与化学、物理、生物和工程的前沿接口上交流高质量、创新的研究成果,特别关注来自世界各地的突破,旨在成为世界领先的材料科学学术期刊。

(来源:https://www.springer.com/journal/40843)

接下来一起领略一下国产期刊在材料领域中发表的最新研究进展。

1. Nano-Micro Letters:聚合物插层对氧化石墨烯层状固体的精密热塑性加工

石墨烯宏观材料已展现出吸引人的特性,并有望在结构部件、热管理、传感器和电子设备中得到广泛应用。为了满足石墨烯更多样化应用的需求,需要通用的成型方法来设计和制造精确的形状和结构。石墨烯的可用加工依赖于溶剂介导的加工方法,包括稀溶液组装和溶剂增塑成型。然而,与通常的聚合物和金属不同,石墨烯固体表现出有限的变形能力和精确成型的可加工性。

在这里,提出了通过石墨烯氧化物(GO)前体的聚合物嵌入来精确热塑性成型石墨烯材料。嵌入的聚合物通过聚合物链的热激活运动使GO固体具有热塑性。检测到包含插入聚合物的临界最小值,该聚合物可以将层间距扩大超过1.4 nm以激活热塑性,这成为GO固体热塑性成型的标准。通过热塑性成型,平坦的GO复合薄膜被锻造成高斯弯曲形状,并压印成具有尺寸精度低至360 nm的表面浮雕图案。塑料成型结构保持结构一体化,具有出色的电气(3.07 × 105 S m-1) 和热导率(745.65 W m-1K-1) 在去除聚合物后。热塑性策略极大地扩展了GO材料和其他层状材料的成型能力,并有望为更广泛的应用提供多功能的结构设计。

2. Nano-Micro Letters:受自然启发的MXene装饰的3D蜂窝织物架构实现高效的海水淡化和盐分收集

如今,人口增长与淡水短缺之间的冲突已成为二十一世纪最具挑战性的问题之一。据估计,到2025年,生活在缺水地区的人数可能会增加到39亿。因此,开发淡水资源的有效方法成为重要的研究课题。太阳能作为可用的最大的可再生和可持续能源,在海水淡化、废水净化和大规模发电方面具有多种应用,这些应用是通过太阳能热技术通过界面蒸汽蒸发来驱动的。广谱太阳辐射的有效吸收和良好的热管理可以显着提高太阳能驱动的界面蒸发系统的效率,为解决淡水资源短缺问题提供了一种有前景的手段。太阳能蒸汽发电技术已成为海水淡化、废水净化等的一种有前途的方法。然而,在蒸发器中同时实现卓越的光吸收、热管理和盐收集仍然具有挑战性。

在这里,受大自然的启发,采用亲水性Ti3C2Tx装饰的3D蜂窝状织物(MXene)创新设计并成功编织成太阳能蒸发器。具有周期性凹阵列的蜂窝结构通过多重散射和全向光吸收,与MXene的光吸收协同配合,创造了最大程度的光捕获。通过与一维水路相连的隔热屏障以及有效回收对流和辐射热损失的凹形结构,构建局部光热发电,从而获得最小的热损失。蒸发器具有高达93.5%的太阳能效率和1.62 kg m-2h-1的蒸发率在一次阳光照射下。此外,在中心的一维水路的辅助下,在蒸发器中输送的盐溶液会产生从中心到边缘的径向浓度梯度,使盐即使在21%的盐水中也能在边缘结晶,从而实现完全分离水/溶质和高效的盐分收集。该研究为高性能太阳能蒸汽发生器的规模化制造提供了途径。

3. Bioactive Materials:具有重塑肿瘤微环境的工程金/黑磷纳米平台用于声活化催化肿瘤治疗

癌细胞中氧化剂和抗氧化剂之间的不平衡会引起氧化应激诱导的细胞死亡,这已被证明在治疗恶性肿瘤方面非常有效。声动力疗法(SDT)采用超声(US)作为激发源诱导活性氧(ROS)的产生,是一种组织穿透深度深、临床安全性高的无创治疗策略。

在此,通过在 Au 纳米颗粒锚定的黑磷纳米片上涂覆MnO2并随后修饰大豆磷脂(Au/ BP@MS),构建了新型声激活氧化应激放大纳米平台。Au/ BP@MS由于Au/BP纳米增敏剂诱导的电子-空穴分离的改善以及MnO2介导的O2生成和谷胱甘肽消耗,在US照射下在肿瘤组织中表现出增加的ROS生成效率,从而导致对肿瘤生长的显着抑制作用。此外,Au/ BP@MS 的肿瘤微环境响应生物降解性赋予它们增强的磁共振成像指导和癌症治疗诊断的临床潜力。

4. Bioactive Materials:具有抗炎特性的外泌体负载细胞外基质模拟水凝胶促进/促进生长板损伤修复

生长板软骨的自我修复能力有限,导致损伤后骨桥形成不良,最终导致儿童肢体生长缺陷。目前的矫正手术是高度侵入性的,结果可能无法预测。生长板损伤后,由于炎症对软骨基质蛋白的抑制作用,细胞外基质(ECM)的直接损失和进一步的ECM耗竭极大地阻碍了软骨细胞再生。

在这里,设计了一种源自加载了ECM模拟水凝胶的骨髓间充质干细胞(BMSC)的外泌体(Exo),通过直接补充ECM和抗炎特性来促进软骨修复。醛功能化硫酸软骨素(OCS) 被引入明胶甲基丙烯酰 (GM) 以形成GMOCS水凝胶。我们的结果发现,由于OCS的掺杂,GMOCS水凝胶可以显着促进ECM的合成。此外,GMOCS-Exos水凝胶可以通过抑制炎症进一步促进软骨细胞的合成代谢,最终通过ECM重塑促进生长板损伤修复。

5. Nano Research多功能Gd-CuS负载UCST聚合物胶束用于MR/PA成像引导的化学光热肿瘤治疗

众所周知,肝细胞癌(HCC)是世界上最常见的癌症类型之一,发病率高,是癌症相关死亡的第二大原因。化疗药物、手术干预、肝移植和放疗是临床实践中主要的治疗策略。其中,化疗仍是治疗原发性肝癌的有效方法。然而,常规化疗药物由于缺乏靶向肿瘤组织的能力,往往会引起严重的不良反应,这限制了其进一步治疗的效率。在癌症治疗中非常需要同时具有出色成像和治疗功能的新型治疗诊断学。

在此,在43°C的上限临界溶液温度(UCST)下开发了唾液酸(SA)改性聚合物胶束(唾液酸-聚(乙二醇)-聚(丙烯酰胺-共聚-丙烯腈)、SA-PEG-p(AAm - co -AN)),进一步用多柔比星(DOX)和Gd-CuS纳米粒子(Gd-CuS NPs)封装,用于通过磁共振(MR)/光声(PA)双模式成像对HCC进行化学光热处理。得到的SA-PEG-p(AAm- co-AN)/DOX/Gd-CuS (SPDG) 具有出色的光热转换效率,使SPDG 在近红外(NIR)照射下具有DOX的瞬时释放行为。该研究还表明SPDG可以主动靶向HCC,这是由于SA与在肿瘤部位过度表达的E-选择素具有高亲和力。此外,受益于HCC靶向能力和DOX的NIR光控制按需递送,SPDG在MR/PA双模式成像引导的化学光热治疗中显示出优越的潜力。总的来说,研究表明,设计的SPDG可用作癌症治疗诊断的理想多功能纳米平台。

6. Nano Research:低维分级多孔高熵氧化物的深共晶溶剂辅助简便合成

高熵氧化物(HEO)是一种包含五种或更多元素种类的新型固体,由于其独特的结构和迷人的物理化学性质,引起了越来越多的兴趣。然而,在高温合成条件下构建各种纳米结构,特别是低维纳米结构的HEO是一个巨大的挑战。

在此,提出了一种使用葡萄糖-尿素深共熔溶剂(DES)作为溶剂和结构导向模板碳源的简便策略,用于合成具有二维 (2D) 纳米网和一维 (1D) 的各种HEO纳米线,包括岩盐(Co、Cu、Mg、Ni、Zn)O、尖晶石(Co、Cr、Fe、Mn、Ni)3O4和钙钛矿La(Co、Cr、Fe、Mn、Ni)O3。所制备的HEO具有五种或更多均匀分散的金属元素、较大的比表面积(超过 25 m2·g-1)和纯单相结构。得到单相的岩盐(Co、Cu、Mg、Ni、Zn)O因为相分离所引起的铜。通过利用HEO的独特特性,岩盐(Co、Cu、Mg、Ni、Zn)O 可以作为锂离子电池(LIBs)负极材料的有希望的候选材料,实现了优异的循环稳定性。这项工作为低维分层HEOs提供了一种可行的合成策略,为稳定的HEOs作为高活性功能材料创造了新的机会。

7. Journal of Materials Science & Technology:通过将CsPbBr3QD引入高锰硅化物中同步改善电学和热学性能

高硅化锰(HMS)是一种P型中温热电(TE)材料,由于其卓越的机械性能、优异的化学和热稳定性以及无毒、丰富和有竞争力的价格。HMS的峰值功率因数(PF)高达~1.50 × 10-3W m-1K-2因为其固有的高电导率和塞贝克系数。然而,HMS的热导率也很高,导致zT值相对较低。在基体中引入纳米分散体是通过以下方式增强热电性能的最有效方法之一显着降低晶格热导率,而其他参数不会发生剧烈变化。

在这项研究中,合成了尺寸均匀的CsPbBr3QD并将其引入HMS块体中。由于元素掺杂和能量过滤的综合作用,PF(823 K)增强到1.71 × 10-3W m-1K-2,与纯HMS相比提高了约14.0%。由于Cs掺杂引起的强烈声子散射和Pb的嵌入,晶格热导率(823 K)从2.56 W m-1K-1同步(~22.0%)降低到 1.99 W m-1K-1富CsPbBr3量子点和铅量子点。CsPbBr3QDs/HMS复合材料的最大zT值为0.57 (823 K),比纯 HMS高36.0%。可以预见,对于其他热电材料,通过引入亚稳态量子点来改善热电性能也是可行的。

8. Journal of Materials Science & Technology:轻松制造高度耐用的超疏水应变传感器,用于人体细微运动检测

随着五花八门的智能终端的发展,柔性传感器因其在可穿戴电子皮肤、人体运动监测、人机界面、软机器人和人工智能等方面的应用前景而成为令人兴奋的研究前沿。其中,具有良好柔韧性和耐磨性的可穿戴应变传感器引起了巨大的研究兴趣。已经进行了各种尝试以实现可拉伸性和高灵敏度,这是高级可穿戴应变传感器的关键参数。导电聚合物复合材料由导电性填料(如碳纳米管(CNT),石墨烯,金属纳米材料)和弹性聚合物或弹性织物构成器(CPC)被视为星为应用程序作为可穿戴式应变传感器,由于重量轻,成本效益,和良好的加工性能。

在这里,通过在棉纺织品上设计超疏水和导电涂层,实现了一种用于细微人体运动检测的超疏水和高灵敏度传感器,通过一种简便的滴涂方法。所得到的应变传感器显示出161.3°的大水接触角和3.8°的低滑动角 超疏水特性即使在经历1000次剥离循环、1000 次拉伸-释放循环和1000次弯曲-释放循环后也几乎保持不变,揭示了其优异的机械强度。应变传感器在0-10%的小应变下实现了最大应变系数 169的高灵敏度,并且传感性能也表现出良好的耐用性。此外,即使在恶劣的条件下,传感器也能有效检测各种微妙的人体生理信号和身体运动。这些令人钦佩的特性使传感器在可穿戴电子产品、个性化健康监测、声音识别等方面具有广阔的应用前景。

9. Science China -Materials:纳米共价有机框架材料用于低温抗肿瘤生长和肺转移

光热疗法(PTT)在肿瘤治疗中有着广阔的应用前景. 然而, 由于激光诱导的非特异性加热与热扩散现象的存在, 高温热(>50℃)在破坏肿瘤的同时可能导致肿瘤附近正常器官被灼伤, 给患者带来癌症复发和转移的风险。因此, 在低温加热下(≤45℃)有效破坏肿瘤对光学癌症治疗方法的未来临床转化具有重要价值。此外, 由于肿瘤的异质性和复杂性, 使得单模态PTT的治疗效果不佳, 需要发展联合抗肿瘤治疗策略。

基于此, 采用逐步合成的方法, 依次通过键合缺陷功能化、客体包封和表面修饰步骤, 开发了一种高效的多模式纳米治疗剂GA@PCOF@PDA。 该纳米制剂可在低温条件下实现光热/化疗/光动力联合治疗, 进而有效地抑制肿瘤的生长和转移。 该研究表明, =可以通过共价有机框架(COF)纳米平台的多功能集成化, 实现在单一纳米平台上的多模式肿瘤治疗, 进而提高治疗效果。

10. Science China -Materials:基于介孔氮掺杂氧缺陷型三氧化二铁正极的新型高性能可充放碱性锌电池

随着全球能源和环境危机的迫近,以及电动汽车和智能电子设备使用的快速增长,迫切需要成本低、安全高、环保、储能性能优异的储能设备。可充电多价电池技术,如基于Al、Mg、Zn、Ni或Ca[的可充电多价电池技术,由于清洁能源的使用和存储需求日益增加,已逐渐引起广泛关注。高效、环保、廉价的正极材料被认为是可充电碱性锌电池(RAZBs)的核心要素。

据此, 本工作开发出一种具有三维有序介孔结构、丰富氮掺杂和氧缺陷的三氧化二铁纳米材料(N-Fe2O3−x). 该材料作为一种新型碱性锌电池的正极材料, 表现出优异的性能. N-Fe2O3−x纳米材料采用独特的高等静压纳米铸造工艺和N2等离子体活化方法制备, 该材料具有高有效面积、丰富的活性位点、快速的电解质扩散通道和短电荷传输途径. 以优化后的N-Fe2O3−x材料为正极, 金属锌为负极制备的N-Fe2O3−x//Zn碱性锌电池具有高的容量(288 mA h g−1)和能量密度(135 W h kg−1, 基于活性物质N-Fe2O3−x的重量计算). 此外, 该可充电锌电池具有良好的稳定性, 在10 A g−1电流密度下, 1000次循环后仍有73%的电容保持率. 该N-Fe2O3−x//Zn电池的电化学性能远远高于目前其他铁基锌电池. 本工作首次利用三氧化二铁作为正极材料应用于可充电碱性锌电池的研究, 其优良特性将吸引更多研究者的兴趣.

参考文献:

1. Li Z, Guo F, Pang K, et al. Precise Thermoplastic Processing of Graphene Oxide Layered Solid by Polymer Intercalation. Nanomicro Lett. Dec 4 2021;14(1):12.

2. Lei Z, Sun X, Zhu S, et al. Nature Inspired MXene-Decorated 3D Honeycomb-Fabric Architectures Toward Efficient Water Desalination and Salt Harvesting. Nanomicro Lett. Dec 4 2021;14(1):10.

3. Chen T, Zeng W, Tie C, et al. Engineered gold/black phosphorus nanoplatforms with remodeling tumor microenvironment for sonoactivated catalytic tumor theranostics. Bioactive Materials. 2022;10:515-525.

4. Guan P, Liu C, Xie D, et al. Exosome-loaded extracellular matrix-mimic hydrogel with anti-inflammatory property Facilitates/promotes growth plate injury repair. Bioactive Materials. 2022;10:145-158.

5. Du Y, Liu D, Sun M, et al. Multifunctional Gd-CuS loaded UCST polymeric micelles for MR/PA imaging-guided chemo-photothermal tumor treatment. Nano Research. 2021.

6. Wei J, Rong K, Li X, et al. Deep eutectic solvent assisted facile synthesis of low-dimensional hierarchical porous high-entropy oxides. Nano Research. 2021.

7. Wang Q, Li Z, Yang X, et al. Improving electrical and thermal properties synchronously via introducing CsPbBr3QDs into higher manganese silicides. Journal of Materials Science & Technology. 2021.

8. Jia L-C, Zhou C-G, Dai K, Yan D-X, Li Z-M. Facile fabrication of highly durable superhydrophobic strain sensors for subtle human motion detection. Journal of Materials Science & Technology. 2022;110:35-42.

9. Feng J, Ren W-X, Kong F, Zhang C, Dong Y-B. Nanoscale covalent organic framework for the low-temperature treatment of tumor growth and lung metastasis. Science China Materials. 2021.

10. Teng C, Zhang C, Yin K, et al. A new high-performance rechargeable alkaline Zn battery based on mesoporous nitrogen-doped oxygen-deficient hematite. Science China Materials. 2021.

本文由春国供稿。

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