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在反铁磁材料中观测到拓扑自旋波的研究
李源和合作者所关注的材料是Cu3TeO6，在这个材料中，每个原胞内有12个具有磁性的Cu2+离子。在61K以下，Cu3TeO6成为反铁磁体，原胞中6个Cu2+离子磁矩方向大致平行，而另外6个Cu2+离子与它们反向。利用线性自旋波理论，李源和合作者发现，Cu3TeO6中的自旋波具有线性的能带交叠，而进一步的分析表明这种能带交叠具有拓扑性质：具有纯数形式的拓扑电荷，它们不依赖于模型的细节，而只和体系的对称性有关。李源和合作者证明了，只要材料中具有PT对称性（时间反演和空间反演），那么，自旋波的线性能带交叠总是存在。如果同时也存在整体的自旋旋转对称性U(1)，这种拓扑能带交叠具有狄拉克点的形式（图1a），而将U(1)对称性移除，则狄拉克点将拓展为结线（图1b）。狄拉克点和结线都是在特定材料新预言的拓扑能带交叠类型。Cu3TeO6具有很高的晶体对称性（第206号空间群，图1c）,由此保证了在U(1)对称性存在的前提下，布里渊区P点位置的自旋波总是狄拉克点。图1：（a）基于J1-J2模型的自旋波色散（b）布里渊区以及布里渊区中的狄拉克点，同时展示了U(1)对称性移除后狄拉克点演化为结线的过程（c）材料中Cu2+离子J1-J2交换网络。 为了在实验上研究上述自旋波的拓扑能带，李源和合作者又对Cu3TeO6晶体阵列样品进行了非弹性中子散射实验。在实验中，李源和合作者观测到了四维空间中清晰的自旋波信号。为了将实验结果和理论计算进行对照，李源和合作者在模拟材料中磁交换作用方面做了大量工作，他们认为：Cu2+离子之间最主要的磁交换作用是最近邻和第九近邻的交换作用，前者由于距离最近，后者由于离子之间相对笔直的交换路径。从图2a和b可以看到实验和计算结果符合得相当好：数据不仅表明在布里渊区的P点存在狄拉克锥型的色散（图2c），而且散射信号的强度与计算也几乎是一致的（图2d和e）。散射信号的强度反映了动力学结构因子S(Q,w)，其中包含了自旋波波函数的重要信息，所以实验和理论的一致性可以认为是材料中自旋波拓扑属性的直接验证。图2：（a和b）沿着图1（b）高对称路径的实验和计算的自旋波信号强度图，布里渊区中心是(1, 1, 2)（c）布里渊区P点的狄拉克锥型色散（d和e）a和b虚线框中自旋波的细节，虚线包络表明了P点的狄拉克锥型色散。
北京大学
2021-04-11
一种具有植物营养作用的复合材料及其工艺
本发明涉及一种具有植物营养作用与结构强度的复合材料及工艺。由泥炭 40-60%; 固化剂 10-30%;吸附剂 10-30%;营养添加剂 5-10%;附加剂 0-1%组成。泥炭除水破碎后， 按上述重量百分比称量好。在泥炭中加入吸附剂、营养添加剂、附加剂和固化剂拌匀， 制成本发明的复合材料。最后，或运到使用现场或预制库存。前者为运到现场压制成型， 填入种籽，铺设使用。后者为在生产地压制成型，固化后填入种籽，入库贮存。也可制 成涂敷的浆料，直接涂敷在各种造型表层，填埋种籽立体绿化。本发明工艺简单成本低， 具有植物营养作用和一定结构强度及与建筑物表面有亲和兼容性，可广泛应用于退化草 原、林地、沙漠和盐碱地等的改造，也可用于立体农业、无土栽培、人工造型绿化等。
同济大学
2021-04-13
一种基于软体智能材料的姿态可调整沉浮平台
本实用新型公开了一种基于软体智能材料的姿态可调整沉浮平台，包括支撑架及支撑架的周向上的至少三个沉浮装置；所述的沉浮装置包括：沉浮腔，所述沉浮腔的开口密封有驱动薄膜，沉浮腔内充有气体使驱动薄膜膨出形成可变形空间；气压传感器，监测沉浮腔的气压值并传送至第一控制器；第一控制器，接收并处理气压传感器的监测信息，控制驱动薄膜的变形；所述的支撑架上还设有：加速度传感器，监测姿态可调整沉浮平台的运动状态并传送至第二控制器；第二控制器，接收并处理加速度传感器的监测信息，向第一控制器输出控制信息；电源，提供动力。该姿态可调整沉浮平台结构简单，控制精度高，并且所产生的噪音小。
浙江大学
2021-04-13
聚合物材料抑制类风湿性关节炎
利用阳离子聚合物材料结合游离核酸，发现聚合物材料可以抑制患者自身游离核酸引起的原代细胞炎症反应，观察到纳米材料可以通过炎症导致的高血管通透性富集到动物模型关节部位，从而显著抑制关节的肿胀、骨和软骨的破坏，并且恢复动物活动能力。研究发现，阳离子聚合物纳米粒子cNP与cfDNA的结合能力强，能很好地抑制cfDNA对免疫细胞TLR9的激活，能有效抑制cfDNA引起的RA病人关节积液单核细胞及滑膜样细胞的炎症反应。对慢性大鼠关节炎模型进行静脉注射cNP以后，其关节中的积液及软组织的水肿显著减少，关节骨质破坏程度降低，关节滑膜处的炎症细胞浸润变少，说明cNP对于类风湿性关节炎有明显的疗效。治疗后模型大鼠的行动力得以恢复，表明cNP还能有效解决RA后期面临的关节僵硬而行动不便的问题。
中山大学
2021-04-13
有机电荷转移分子调控二维材料电学特性研究
已有样品/n使用有机电荷转移分子F4TCNQ与MoS2结合形成范德华界面，通过F4TCNQ与MoS2之间的电荷转移来降低沟道内无栅压情况下的载流子浓度。MoS2晶体管的开启电压（Von）从负数十伏被调制至0伏附近，F4TCNQ并未导致MoS2晶体管包含迁移率在内的任何电学性能的下降，其亚阈值摆幅（SS）反而明显提升。团队成员通过第一性原理计算以及扫描开尔文探针显微镜表征证实了范德华界面处电荷转移的存在性，并研究了F4TCNQ对Mo
中国科学院大学
2021-01-12
一种具有局部复合材料的轧钢用导位板
轧钢用导位板是一较典型的高温磨损件，由于高温氧化与磨损并存，导位板工作条件十分恶劣，常常因导位板孔形磨损而导致整个导位板报废。本成果可在导位板的出口端（即尺寸要求较严的孔形部件）形成局部复合材料，即将硬度高、耐磨性好，热稳定性好的陶瓷颗粒与抗氧化性好，并具有一定热强性的金属基体通过特殊工艺出口端以铸造方式形成表面复合材料，从而大幅度提高导位板使用寿命。该成
西安交通大学
2021-01-12
一种碱性耐火材料抗水化性能的评价方法
小试阶段/n自19世纪碱性转炉炼钢法问世以来，碱性耐火材料由于具有优良的高温使用性能及净化钢液的特性而备受关注。与此同时，碱性耐火材料固有的水化特性也直接制约了其工业化生产与使用。受温度、湿度等气候条件影响，目前国内外对碱性耐火材料抗水化性能的评价方法各国/地区均有差异。如何精确、全面地评价碱性耐火材料的抗水化性能则成为衡量碱性耐火材料综合性能的重要参数，也是推动碱性耐火材料发展的关键问题。本发明采用电化学手段，以水化溶液离子浓度为桥梁，建立了碱性耐火材料抗水化性能的新型评价方法，该技术方法简单、周
武汉科技大学
2021-01-12
纳米材料毒理学评价及环境医学应用的基础研究
成果介绍以国家需求为导向，通过医工结合，系统研究了多种重要纳米材料的毒理学效应与机制、构建了纳米生物安全性评价与研究的新方法。技术创新点及参数1、传统毒理学评价程序基本适用于对纳米材料的毒理学评价，但必须在材料制备、分散、表征、尺寸、结构、修饰、暴露方式等方面予以约定；2、率先构建了基于秀丽线虫、用于纳米材料急性、慢性、神经、生殖毒性等毒理学评价与研究替代模型；3、基于纳米材料的修饰改性及与生物界面相互作用原理，原创性设计了基于氮掺杂碳纳米管、过氧化物酶及其底物识别的高灵敏度纳米生物传感器。市场前景建立纳米生物安全性评价体系实施条件1、酶、荧光小分子和量子点标记的新型纳米生物探针；2、了环境污染健康效应生物标志检测信号放大新原理新方法；3、基于石墨烯的多种蛋白质和DNA损伤检测传感器，并用于环境污染致DNA损伤的快速检测。
东南大学
2021-04-13
廉价、高效的材料微、细观力学性能原位观察系统（产品）
成果简介： 对于各种颗粒、纤维增强复合材料，目前主要采用大规模的宏观力学实验寻找力学性能变化规律，进而为提高材料力学性能提供支持，实验繁杂，周期长，投入大。采用显微镜原位力学性能测试方法，对复合材料在各种外力作用下的破 坏过程进行细观观测，有助于对填料、纤维的增强效果及其对复合材料力学性能的影响进行研究，进而探寻影响材料力学性能的主要因素，可大大节约开发成本， 提高开发效率。但目前国内所具有的细观力学性能观测条件主要利用带有原位加 载台的扫描电镜技术，该实验系统成本昂贵，国内仅有少数几家科研院所拥
北京理工大学
2021-04-14
钙钛矿光伏材料/钙钛矿太阳能电池
2021 年 3 月 26 日，Science（《科学》）在线发表了西北工业大学黄维院士团队的研究成果 Stabilizing black-phase formamidinium perovskite formation at room temperature and high humidity。此项研究独创性地提出以一种多功能的“离子液体”作为溶剂来替代传统的有毒的有机溶剂制备钙钛矿光伏材料，用这一方法制备的材料具有稳定性高、制备工艺简单等优势。相关研究成果解决了传统钙钛矿光伏材料制备过程中的世界性难题，实现了光伏领域的重大突破。离子液体及其制备的钙钛矿太阳能电池 团队研发的可折叠柔性电子产品。目前，全球以“光伏”为代表的可再生能源产业链驶入发展快车道。其中，钙钛矿光伏功不可没，它相比传统太阳能电池板中使用的硅晶体，不仅更便宜、更轻薄、可变型，同时成本也更低廉、更环保，在应用范围上将产生颠覆性变革。因此，钙钛矿光伏材料的研究已经成为各国科学家追逐的“热点”。“未来，沙漠腹地、楼宇外墙、手机等都不再需要传统电池，只需要一块更低廉、更清洁，薄如纸张的钙钛矿太阳能电池就能够满足所需。同时，还可以应用在柔性可穿戴、航天器搭载等重要领域。” 团队“大师兄”晁凌锋对钙钛矿光伏材料应用前景充满信心。 黄维院士团队致力于钙钛矿光伏材料研究，通过原始创新解决材料不稳定、光电转化率不高、工艺制备复杂且污染性较高等卡脖子难题。
西北工业大学
2021-04-13