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說起業界所謂的“超級材料”，相信不少人首先想到的會是藍寶石。沒錯，這種硬度超高的材料因為蘋果的青睞而備受關注。但除了藍寶石之外，科學家們已經在實驗室中研發出了不少意義重大的超級材料，本文就將對其中的6種進行介紹。 自我修復材料——仿生塑料 人體具備非常強大的自我修復能力，但建筑環境卻并不具備這種能力。去年，伊利諾伊大學的Scott White研發出了一種具備自我修復能力的仿生塑料。這種聚合物內嵌有一種由液體構成的“血管系統”，當出現破損時，液體就可像血液一樣滲出并結塊。相比其他那些只能修復微小裂痕的材料，這種仿生塑料可以修復最大4毫米寬的裂縫。 熱電材料——熱量清道夫 對于任何一部會使用能源的設備來說，廢熱的產生都是不可避免的。根據估算，人類所使用的所有能源當中有2/3都以廢熱的形式流失了。可要是有辦法能夠捕捉到這些被浪費的能量呢？ 去年，一家名為Alphabet Energy的公司開發出了一種熱點發電機，它可被直......閱讀全文
“光學大家”高端人物訪談欄目終于在2021年與大家見面了！這里是對大師們高光時刻的致敬，是對當代光學家科學智慧與探索精神的全記載，更是青年學者與光學大家的對話與交鋒。近期，中國光學微結構材料專家、中國科學院院士祝世寧接受了Advanced Photonics特邀編輯中國科學院物理所常國慶研究員的專訪
光學性質是超材料最為重要的一種性質。光學超材料是傳輸光線的材料，這些材料以折射、反射和透射的方式，改變光線的方向、強度和位相，使光線按預定要求和路徑傳輸，也可吸收或透過一定波長范圍的光線而改變光線的光譜成分。 目前已有的研究中，光學超材料多采用玻璃、晶體、塑料等作為結構制作原型，與傳統不同的是
隨著環境和能源問題的日益凸顯，新型清潔能源技術的開發利用備受各國矚目。除太陽能和風能等綠色能源外，自然界和人類活動中還存在著能量巨大的耗散余廢熱未被有效回收利用。基于熱電轉換材料的新型清潔能源技術可將這些低品質的熱能回收轉換成有用的電能，具有零排放、安全可靠和使用溫度范圍廣等顯著優點。
美國勞倫斯伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校的科學家在《物理評論快報》雜志撰文指出，他們設計出了一種擁有自然界中沒有的新奇屬性的“量子超材料”, 它由光組成的人造晶體及被捕獲的超冷原子構成，在很多方面與晶體類似，但結構更“完美”，沒有天然材料內常見的瑕疵。 研究人員表示，他們或能精準定位此種
透鏡是許多光學儀器和電子產品不可或缺的組成部分。透鏡通常由玻璃制成，而玻璃透鏡由于具有一定的體積和重量，常常會使得儀器變得比較笨重，特別是在需要使用多個透鏡的時候更是如此。 超材料（Metamaterial）一直是光子晶體研究里面最尖端的項目之一。超材料的本質就在于尺寸小于光的波長的納米結構
導讀超材料是通過設計亞波長結構單元的幾何形狀與排列，實現新奇、特奇性質的復合材料。早在1990年John B. Pendry提出使用亞波長開口諧振環實現負磁導率的結構單元時，就提到該結構具有獨特的非線性特征[1]。此后，關于超材料的非線性特性的研究在光波段被廣泛研究報道。但是，這些基于金屬單元的超材
人們常常用鬼斧神工形容大自然事物的美妙和自然力之強大，而用巧奪天工來形容人工事物的巧思以及由此引發的擊節贊嘆。一般認為超材料是具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料，它們在超快光調制、負折射率、倏逝波傳播、反常多普勒效應、亞波長成像、隱身、全光通訊、手性識別、光子晶體等領域
眾所周知，橡膠是有彈性的。日本橫濱市立大學的研究人員首次在有機晶體中發現了另一種完全不同形式的超彈性，其源于晶體結構內部的分子變化，此前這種現象只在合金和某些無機材料中被發現。這類超彈性有機晶體在建筑和醫學領域當中具有潛在應用價值。該研究結果刊登在最新一期的德國《應用化學》雜志上。 超彈性，也
特拉維夫大學的研究人員通過研究光與物質的相互作用，開發出了新型光學材料，此非線性超材料有望用于未來通信芯片的制造，將開啟打破數據轉換的障礙的大門。 從計算機，平板電腦和智能手機到汽車，家庭和公共交通，我們的世界一天天的變得更加數字連接化，而支持大量數據交換所必需的技術就顯得至關重要。
光子晶體特有的周期性排列結構產生的獨特光學調控性能使之在傳感、催化、檢測等光學器件方面具有重要應用。而光子晶體表面的特殊浸潤性設計會賦予材料更多優異性能及新應用，比如可有效加速光子晶體的傳感及檢測、可實現具有超強防污的光子晶體光學器件等，因此光子晶體超浸潤性研究得到了廣泛關注。 在國家自然科學
如圖3，一對發射陣元和接收陣元可以虛擬出一個收發陣元，則對于M發N收的MIMO雷達，發射陣元和接收陣元共有M x N對，即可以虛擬出M x N個收發陣元，其個數一般是遠遠大于N的，從而實現了陣列孔徑的擴展。例如2發4收的MIMO雷達，可以形成8元的虛擬陣列。如此，德州儀器（TI）3發
人們常常用鬼斧神工形容大自然事物的美妙和自然力之強大，而用巧奪天工來形容人工事物的巧思以及由此引發的擊節贊嘆。一般認為超材料是具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料，它們在超快光調制、負折射率、倏逝波傳播、反常多普勒效應、亞波長成像、隱身、全光通訊、手性識別、光子晶體等領域具
中科院上海硅酸鹽研究所科研人員與美國密歇根大學和西北大學研究人員合作，合成了一種既不同于尋常晶粒取向隨機的多晶材料、也不同于無晶界的單晶材料、具有高度取向性的馬賽克晶體熱電材料，從而實現了類似玻璃材料的極低熱導率和晶體材料的優異電輸運性能，其熱電優值遠高于普通多晶材料體系。相關研究成果日前發表于
不僅僅是鳥類的眼睛，準晶體、隨機數陣、宇宙的大尺度結構，甚至乳濁液和膠質等軟物質系統中都發現了“超齊構體”的身影。而在對“超齊構體”現象研究的這一過程中，他們發現了這種“超齊構體”材料有許多實用的新特性。 當圣路易斯華盛頓大學的喬·科爾博（Joe Corbo）教授透過顯微鏡觀察雞的眼睛裝片時，
深圳再添一個諾貝爾獎科學家實驗室。12月4日上午，市長陳如桂和石墨烯發現者、2010年諾貝爾物理學獎得主安德烈·蓋姆等，共同為深圳蓋姆石墨烯研究中心揭牌，該研究中心將依托清華-伯克利深圳學院和清華大學深圳研究生院建設國際頂尖的石墨烯科研平臺。 石墨烯被譽為材料之中的“黑金”和“新材料之王”，科
光子晶體特殊的光學調控性能使之在傳感、催化、檢測等光學器件方面具有重要應用。由于光子晶體的特殊浸潤性賦予其更多優異性能及新應用，光子晶體超浸潤性研究得到廣泛關注。 在國家自然科學基金委和中國科學院的大力支持下，中科院理化技術研究所仿生材料與界面科學院重點實驗室的科研人員在具有超浸潤性光子晶體的
在鋰離子電池發展的過程當中，我們希望獲得大量有用的信息來幫助我們對材料和器件進行數據分析，以得知其各方面的性能。目前，鋰離子電池材料和器件常用到的研究方法主要有表征方法和電化學測量。 電化學測試主要分為三個部分：（1）充放電測試，主要看電池充放電性能和倍率等；（2）循環伏安，主要是看電池的充放
因為可以組織成看起來像分子的結構，一些世界上最小的晶體被稱為人造原子，包括作為新材料潛在構件的超晶格。 現在，來自斯坦福大學的科學家首次觀察到納米晶體迅速形成超晶格并不斷增長的過程。他們的發現將有助于科學家微調裝配工藝，使其適應新型材料，如磁存儲、太陽能電池、光電子以及
中國科學家研制的一種高強度鎂合金材料接近了理論上鎂基合金的強度極限。 在剛剛出版的《自然》雜志中，香港城市大學副校長呂堅、浙江大學朱林利副教授等中國科學家聯合發表的論文《采用雙相納米結構制成高強度鎂合金材料》（Dual-phase nanostructuring as a route to h
英國著名雜志《Nature》周刊是世界上最早的國際性科技期刊，自從1869年創刊以來，始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破。其辦刊宗旨是“將科學發現的重要結果介紹給公眾，讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”。近期《Nature》下載論文最多的十篇文章（2015年8月
據美國物理學家組織網7月24日報道，美國科學家研發出了一種新方法，改變了半導體的三維結構，使其在保持電學特性的同時擁有了新的光學性質，并據此研制出了首塊光學電學性能都很活躍的新型光子晶體，為以后研制出新式太陽能電池、激光器、超材料等打開了大門。研究發表在最新一期《自然·材料學》雜志上。 光子晶
中國南京大學和美國加州理工學院研究人員11月25日在英國《自然·材料》雜志網絡版上發表論文稱，他們設計出一種新型硅基光子芯片，初步實現了光的單向無反射傳輸，拓展了光子晶體及傳統超構材料的研究領域，為經典光系統中探索和發展具有量子特性的新型光子器件提供了新的研究思路。 通過光子而非電子攜帶信
2008年那場席卷全球的金融風暴，至今仍然讓世界經濟陷入下行境地。 這股寒流無可避免地襲擊了中國。 在多元化并存的當下社會，一個國家的興盛，注定要完成由大到強的轉型。在這個過程中，科技創新扮演著至關重要的角色。 在第一個五年計劃時期，156個重點工業的布局，奠定了我國產業結構的
2019年6月27日，兩年一次的亞太材料科學院（Asian Pacific Academy of Materials，APAM）會議在新加坡南洋理工大學召開。 會議選舉出新的院士（Academician）32名，副院士（Associate Academician）12名。其中我國大陸有16人當
近日，中國科學院過程工程研究所與以色列特拉維夫大學和中國科學院化學研究所合作提出了肽超分子結晶的“分級取向組織”理論模型，該模型區別于基于Ostwald熟化的傳統超分子組裝機理和晶體生長理論，為新型超分子功能材料的設計和開發提供了理論指導。相關工作發表于Nature Reviews Chemis
本周《自然》發表的一篇論文Damage-tolerant architected materials inspired by crystal microstructure報道了一種強度增加但質量依舊較輕的人造材料——這種材料是利用多向晶格，并結合3D打印技術制成。這種新型晶格是根據強金屬合金的基
自1991年碳納米管(CNT)被日本學者Iijima發現以來，由于碳納米管具有許多異常的力學、電學和化學性能，始終是材料研究的熱點，2009年碳納米管物理性質研究，如載流能力得到翻倍，同時在醫學、能源等領域應用研究不斷拓展，制備和產業化研究也取得了新進展。美國麻省理工學院研究表明，可以在無金
材料是人類生存和社會發展的物質基礎，它既包括日常廣泛使用的水泥、陶瓷、玻璃、金屬、木材和高分子材料，也包括那些通過創新工藝制造出的具有特殊性能和功能的材料，如納米材料、光電子材料、量子材料、超材料等。材料是一個既古老又充滿活力的科技領域。從歷史上看，人類從使用天然材料的石器時代開始，材
光子晶體超浸潤性賦予具有獨特光學調控性能的光子晶體材料在傳感、檢測、防污、驅動、油水分離等方面的新應用。理化所仿生材料與界面科學重點實驗室江雷院士團隊在具有超浸潤性光子晶體的制備及應用方面取得系列重要進展（Chem. Soc. Rev., 2016, 45, 6833）。研究人員考察了基底浸潤性
記者從安徽大學獲悉，由該校程龍玖博士和中科大楊金龍教授組成的團隊，在金屬團簇電子結構領域的研究中取得重要進展。他們提出了一種新的超級共價鍵模型來描述金屬團簇的電子結構，通過超級共價鍵模型首次從電子結構角度解釋了配合物的穩定性，從而有望解釋近百年來一直困擾理論物理化學家的合金性質難題。相關研究近日