Materials：2022 年第二季度材料领域热点文章精选 | MDPI 编辑荐读
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本期编辑荐读为您精选了 2022 年第二季度发表在 Materials 期刊的 6 篇文章，内容涉及共价有机骨架、钛合金、硅碳结构、聚合物材料、纳米粒子等热门话题，希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。
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01
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Synthesis and Characterization of a Crystalline Imine-Based Covalent Organic Framework with Triazine Node and Biphenyl Linker and Its Fluorinated Derivate for CO2/CH4 Separation
具有三嗪节点和联苯连接物的结晶亚胺基共价有机骨架及其用于 CO2/CH4 分离的氟化衍生物的合成和表征
Stefanie Bügel et al.
https://www.mdpi.com/1583044
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本文介绍了采用无催化剂希夫碱反应合成的两种亚胺连接的共价有机骨架，包括以 1,3,5-三 (4-氨基苯基) 三嗪 (TAPT) 与 4,4′-联苯二甲酸醛缩合反应得到的 HHU- cof-1；以 2,2 '，3,3 '，5,5 '，6,6 '-八氟-4,4 '-联苯二羧醛为原料合成的含氟模拟物 HHU-COF-2。研究采用固体核磁共振、红外光谱、X 射线光电子能谱和元素分析证实了两种网络结构的形成，并测试得到了 HHU-COF-1 和 HHU-COF-2 的 Brunauer-Emmett-Teller 表面积分别为 2352 m2/g 和 1356 m2/g。此外，作者团队还将合成产物大规模用于制备混合基质膜 (MMMs)，根据 CO2/CH4 渗透试验结果，在恒定的选择性下，以 HHU-COF-1 为分散相的 CO2/CH4 的渗透率有一定的提高，而氟化 COF 的应用使 CO2/CH4 的选择性从对纯母质膜的 42% 提高到对 8% HHU-COF-2 的 51%，对 24 wt% MMM 的渗透率从 6.8% 提高到 13.0%。
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原文出自 Materials 期刊
Bügel, S.; Hähnel, M.; Kunde, T.; de Sousa Amadeu, N.; Sun, Y.; Spieß, A.; Beglau, T.H.Y.; Schmidt, B.M.; Janiak, C. Synthesis and Characterization of a Crystalline Imine-Based Covalent Organic Framework with Triazine Node and Biphenyl Linker and Its Fluorinated Derivate for CO2/CH4 Separation. Materials 2022, 15, 2807.
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02
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Titanium Surface Modification for Implantable Medical Devices with Anti-Bacterial Adhesion Properties
具有抗菌粘附性的可植入医疗器械钛的表面改性
Consuelo Celesti et al.
https://www.mdpi.com/1616050
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纯钛和钛合金作为广泛用于牙科和骨科植入物的材料，具有优异的机械和生物性能，但由于术后感染会导致植入物失效，因此相关研究获得了研究者们的广泛关注。本文通过将生物活性铵盐共价插入钛金属基底表面，研究开发了固有抗菌医疗器械的可能性；通过利用季铵盐 (QAS) 和油酸 (OA) 对钛盘进行了功能化，得到了 Ti-AEMAC、Ti-GTMAC、Ti-AUTEAB 和 Ti-OA 样品；通过 ATR-FTIR 和 SEM-EDX 分析对样品进行了表征，并对其粗糙度和亲水性进行了研究。研究结果表明：化学修饰对金属基材的表面性质产生了重要影响，进而影响了其生物相互作用；在细菌接触 1.5 和 24 小时后，对样品采用了细菌粘附试验 (针对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌)，结果表明 Ti-AUTEAB 和 Ti-OA 样品具有良好的抗粘附活性，在硅原子和铵官能度之间含有长烷基链，并且在 1.5 小时后，Ti-AUTEAB 样品对大肠杆菌的细菌粘附抑制率约为其他样品的 1 log。该研究结果突出了化学功能化在解决金属表面抗菌活性方面的重要性，并为开发固有抗菌的医疗器械提供了参考。
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原文出自 Materials 期刊
Celesti, C.; Gervasi, T.; Cicero, N.; Giofrè, S.V.; Espro, C.; Piperopoulos, E.; Gabriele, B.; Mancuso, R.; Lo Vecchio, G.; Iannazzo, D. Titanium Surface Modification for Implantable Medical Devices with Anti-Bacterial Adhesion Properties. Materials 2022, 15, 3283.
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03
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Manufacturing of Complex Silicon–Carbon Structures: Exploring SixCy Materials
复杂硅碳结构的制造：SixCy 材料制备的探索
Skyler Oglesby et al.
https://www.mdpi.com/1627758
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本文研究利用化学气相沉积方法制备复杂的三维 Si/C 结构，并利用扫描电子显微镜、像差校正透射电子显微镜、共聚焦拉曼光谱和 X 射线光电子能谱等技术对生长材料的结构和性能进行了表征。光谱研究结果表明：生长的二维碳化硅 (SiC)、立方硅和各种多晶型 SiC 材料由不同成分和尺寸的微/纳米结构组成，该晶相的纳米级的共存及其界面有利于 Si/C 在电力电子、航空航天和高温的应用。研究制备的 SixCy 材料具有超轻的特性，平均密度为 7 mg/cm3，比散装 Si/C 材料轻三个数量级。研究结果为碳化物材料、Si/C 轻质结构的设计提供了参考。
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原文出自 Materials 期刊
Oglesby, S.; Ivanov, S.A.; Londonõ-Calderon, A.; Pete, D.; Pettes, M.T.; Jones, A.C.; Chabi, S. Manufacturing of Complex Silicon–Carbon Structures: Exploring SixCy Materials. Materials 2022, 15, 3475.
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04
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Influence of Solvent-Dependent Morphology on Molecular Doping and Charge Transport in Conductive Thiophene Polymer
溶剂依赖形态对导电噻吩聚合物中分子掺杂和电荷传输的影响
Haoyu Chai et al.
https://www.mdpi.com/1616520
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溶剂的有效性是影响薄膜形态的关键因素之一，但溶剂依赖性形态对掺杂过程和电导率的影响尚未得到充分的研究。针对该问题，本文对比了氯仿和氯苯处理的噻吩聚合物薄膜的形态，并研究了不同溶剂对薄膜形态、掺杂水平、电荷传输特性以及电导率的影响。研究结果表明：氯仿制得的薄膜结晶度优于氯苯制得的薄膜，并且结晶度对掺杂水平的影响可以忽略不计，但对电荷传输性能有显著影响。由于氯仿溶剂处理制得的膜具有与膜中连续结晶域相关的高载流子迁移率 (408 S cm-1)，因此，证明了与分子取向密切相关的薄膜制备溶剂的选择是优化掺杂聚合物电导率的新策略。
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原文出自 Materials 期刊
Chai, H.; Li, H.; Zhong, F.; Xu, Z.; Bai, S.; Chen, L. Influence of Solvent-Dependent Morphology on Molecular Doping and Charge Transport in Conductive Thiophene Polymer. Materials 2022, 15, 3293.
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05
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Magnetite Nanoparticles: Synthesis and Applications in Optics and Nanophotonics
磁铁矿纳米粒子在光学和纳米光子学中的合成和应用
Nataliia Dudchenko et al.
https://www.mdpi.com/1570896
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具有不同表面覆盖率的磁铁矿纳米粒子由于其固有的磁性、纳米尺寸和明确的表面形态，已被广泛用于不同的医学生物应用，但其在光学中的应用还很少。针对以上问题，研究者们开始广泛研究其在光学和纳米光子学中的合成及应用。本文综述了不同纳米磁铁矿的合成方法及其性质，并介绍了其在光学、纳米光子学和磁成像中的制备和应用。
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原文出自 Materials 期刊
Dudchenko, N.; Pawar, S.; Perelshtein, I.; Fixler, D. Magnetite Nanoparticles: Synthesis and Applications in Optics and Nanophotonics. Materials 2022, 15, 2601.
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06
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Observation of a Flat and Extended Surface State in a Topological Semimetal
拓扑半金属中平坦和扩展表面态研究
Ryo Mori et al.
https://www.mdpi.com/1579146
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动量空间中的平带结构被认为是实现新现象的关键。拓扑平带，也称为鼓面态，是驱动新的奇异拓扑量子相的理想平台。本研究利用角分辨光电子能谱实验，揭示了拓扑半金属 BaAl4 中出现的高度局部化表面态，并提供了其全能量和动量空间拓扑。研究结果表明，观察到的表面态在动量上、方形体狄拉克节点环内和能量上局域化，导致出现了一个平带和态密度峰值。该研究为拓扑材料中相关量子效应的基础物理研究提供了重要参考。
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原文出自 Materials 期刊
Mori, R.; Wang, K.; Morimoto, T.; Ciocys, S.; Denlinger, J.D.; Paglione, J.; Lanzara, A. Observation of a Flat and Extended Surface State in a Topological Semimetal. Materials 2022, 15, 2744.
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文案审校
赖寿强 博士研究生
厦门大学电子科学与技术学院
张清云 博士研究生
北京交通大学
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