Materials：2022 年 12 月文章精选 | MDPI 编辑荐读

点击左上角“MDPI化学材料”关注我们，为您推送更多最新研究。

本期编辑荐读为您精选了 Materials 期刊 2022 年 12 月的优质文章，内容涵盖生物炭电极、光子晶体、碳纳米管、石膏灰泥、金属氧化物半导体、WS₂ 薄膜等热门话题。希望能为相关领域的学者提供参考和新的思路，欢迎阅读。

封面文章

识别二维码，

阅读英文原文。

识别二维码，

阅读英文原文。

01

Study of the Functionalities of a Biochar Electrode Combined with a Photoelectrochemical Cell

生物炭电极与光化学电池结合的功能研究

Spyridon Giannakopoulos et al.

https://www.mdpi.com/2020064

(上下滑动查看更多)

在有限的氧气供应下，热解废麦芽细根能够获得生物炭，生物炭可与 KOH 混合进一步活化并在高温下再次热解。这种活性生物炭的总比表面积为 1148 m² g^-1，微孔活性炭的总比表面积为 690 m² g^-1。通过在碳布上沉积生物活性炭制备的功能性电极，能够与光电化学电池结合使用。将生物炭电极与电池的电解质结合作为超级电容器，可以存储电池产生的电荷，证明在光照和黑暗中都有电流流动。相同的电极可用作空气阴极，提供氧还原功能，展示了独特的电催化剂特性。

识别二维码

阅读英文原文

原文出自 Materials 期刊

Giannakopoulos, S.; Vakros, J.; Manariotis, I.D.; Mantzavinos, D.; Lianos, P. Study of the Functionalities of a Biochar Electrode Combined with a Photoelectrochemical Cell. Materials 2023, 16, 43.

02

Deformable Photonic Crystals Based on Chiral Liquid Crystals with Thermal-Mediative Shape Memory Effect

基于具有热介导形状记忆效应的手性液晶的可变形光子晶体

Min-Seok Park et al.

https://www.mdpi.com/2019722

(上下滑动查看更多)

本文提出了一种具有热介导形状记忆效应的可变形光子晶体。作者通过小分子手性液晶 (Chiral Liquid Crystal, CLC) 中活性介晶的相稳定、聚合和 CLC 的去除制备了手性液晶聚合物支架，其可通过液晶定向的螺旋扭曲产生结构色；随后将聚氨酯丙烯酸酯 (Polyurethane Acrylate, PUA) 的预聚物渗透到制备的支架中，进行光聚合以形成 CLC-PUA 复合膜。压缩后，该薄膜显示出结构色的蓝移，并在压缩释放时保留这种色移。随着温度升高，颜色恢复到原始状态。本研究提出的概念将有助于设计机械变色软材料。

识别二维码

阅读英文原文

原文出自 Materials 期刊

Park, M.-S.; Kim, K.; Lee, Y.-J.; Na,J.-H.; Kim, S.-U. Deformable Photonic Crystals Based on Chiral Liquid Crystals with Thermal-Mediative Shape Memory Effect. Materials 2023, 16, 35.

03

Chirality-Dependent and Intrinsic Auxeticity for Single-Walled Carbon Nanotubes 

单壁碳纳米管的手性依赖性和内在辅助性

Haining Zhang, Yin Fan and Hui-Shen Shen

https://www.mdpi.com/1991918

(上下滑动查看更多)

单壁碳纳米管 (Single-walled Carbon Nanotube, SWCNT) 具有强 C-C 共价键和独特的纳米结构，因此其力学性能优异。手性是 SWCNT 的螺旋结构参数之一，其导致力学性能的差异。本文进行分子动力学模拟，以分析不同手性角度的 SWCNT 在拉伸和压缩载荷下的工程泊松比 (Engineering Poisson's Ratio, EPR) 和增量泊松比 (Incremental Poisson's Ratio, IPR)，以及手性对刚性的影响。本文报道了 (4, 1) SWCNT 的最小 EPR，获得了 EPR 的分布和趋势，该分布和趋势取决于手性指数 m。此外，EPR 的两个完全相反的趋势不仅存在于拉伸和压缩中，还存在于纵向和径向。本文发现 SWCNT 拉胀的临界应变范围为 6% 至 18%，并且依赖于手性。作者选择了三种具有代表性的手性角为 0° (锯齿形)、10.89° (手性) 和 30° (扶手椅形) 的 SWCNT 用于 Auxecity 的机理研究。最后，本文提出的两种主要变形模式对径向应变的贡献方法可以很好地解释负 IPR 现象。

识别二维码

阅读英文原文

原文出自 Materials 期刊

Zhang, H.-N.; Fan, Y.; Shen, H.-S. Chirality-Dependent and Intrinsic Auxeticity for Single-Walled Carbon Nanotubes. Materials 2022, 15, 8720.

04

Collagen and Keratin Hydrolysates to Delay the Setting of Gypsum Plaster

胶原蛋白和角蛋白水解物可延缓石膏灰泥的凝固

Constantin Voinitchi et al.
https://www.mdpi.com/1998546

(上下滑动查看更多)

对胶原蛋白和角蛋白水解物性质的化学、物理和结构研究表明，羧基的螯合能力可用于石膏阻燃添加剂。三种不同水解物的分子量和氨基酸组成对石膏的凝结时间影响很小；与凝固时间为 30 分钟的商业石膏相比，这三种蛋白质都延迟了石膏的凝固时间，即 60~120 分钟。更高的分子量和更多的羧基活性基团显示出砂浆凝固时间的轻微改善。与低分子胶原蛋白水解物相比，角蛋白水解物的性能改善归因于发泡性能和导电性能。在发泡性能、氨基酸和官能团组成的支持下，通过比较含和不含蛋白质添加剂的灰泥随时间变化的电导率，证明了灰泥通过蛋白质水解物的钙离子络合而延迟凝固的机制。较低的抗弯强度值对于较高浓度的蛋白质，并不会减少在砂浆制造中使用蛋白质水解物作为阻燃添加剂的可能性。

识别二维码

阅读英文原文

原文出自 Materials 期刊

Voinitchi, C.; Gaidau, C.; CapatanaTudorie, F.; Niculescu, M.; Stanca, M.; Alexe, C.-A. Collagen and KeratinHydrolysates to Delay the Setting of Gypsum Plaster. Materials 2022, 15, 8817.

05

Remarkable Reduction in I_G with an Explicit Investigation of the LeakageConduction Mechanisms in a Dual Surface-Modified Al₂O₃/SiO₂ Stack Layer AlGaN/GaN MOS-HEMT

对双表面改性 Al₂O₃/SiO₂ 堆叠层 AlGaN/GaN MOS-HEMT 中漏电传导机制的明确研究表明 I_G 显著降低

Soumen Mazumder et al.

https://www.mdpi.com/2015790

(上下滑动查看更多)

本文展示了 Al₂O₃/SiO₂ 堆叠层 AlGaN/GaN 金属氧化物半导体 (Metal–oxide Semiconductor, MOS) 高电子迁移率晶体管 (High-electron-mobility Transistor, HEMT) 的性能。结合双重表面处理，作者使用四甲基氢氧化铵 (Tetramethylammonium Hydroxide, TMAH) 和盐酸 (HCl)，在 400 °C 下进行栅后退火 (Post-gate Annealing, PGA) 调制 10 分钟。通过优化的栅极退火处理，双表面处理的 MOS-HEMT 的性能得到显著改善，特别是在滞后、栅极泄漏和亚阈值特性方面。此外，具有 PGA 调制的堆叠层 MOS-HEMT 表现出良好的性能，最大振荡频率和栅极长度 (f_max×L_G) 的良好乘积达到 27.16 GHz∙µm。采用 PGA 调制的双表面处理的 Al₂O₃/SiO₂ 叠层 MOS–HEMT 表现出不错的性能，IDMAX 为 720 mA/mm，峰值外部跨导为 120 mS/mm，阈值电压为 −4.8 V，较高的 ION/IOFF 比率约为 1.2×109，亚阈值摆幅为 82 mV/dec，截止频率 (f_t)/最大频率 (f_max) 为 7.5/13.58 GHz。

识别二维码

阅读英文原文

原文出自 Materials 期刊

Mazumder, S.; Pal, P.; Lee, K.-W.; Wang, Y.-H. RemarkableReduction in I_G with an Explicit Investigation of the LeakageConduction Mechanisms in a Dual Surface-Modified Al₂O₃/SiO₂ Stack Layer AlGaN/GaN MOS-HEMT. Materials 2022, 15, 9067.

06

Tribological Properties of WS₂ Thin Films Containing Graphite-like Carbon and Ni Interlayers 

含类石墨碳和镍夹层的 WS₂ 薄膜的摩擦学性能

Roman I. Romanov et al.

https://www.mdpi.com/2035032

(上下滑动查看更多)

本研究旨在探讨类石墨碳 (g-C) 和 Ni 界面层对 WS₂ 薄膜摩擦学性能的影响。在两个 WS₂ 纳米层之间，g-C 和 Ni 纳米薄膜分别在 700 和 22 °C 下由反应脉冲激光沉积 (Pulsed Laser Deposition, PLD) 制备而成。在富氮气体中，作者通过在 1 N 的相对低负载下往复滑动钢制相对体进行摩擦测试。研究表明，g-C 薄膜的应用并未显著改善 WS₂ 薄膜的摩擦学性能，但 g-C 和 Ni 薄膜的应用将摩擦系数降低到 0.013，从而接近超润滑。Ni 纳米薄膜的岛形形态确保了 WS₂ 的保留并改变了对立体与薄膜表面之间的接触面积。WS₂ 纳米板相对于非晶体 g-C (S,H) 纳米层的滑动导致摩擦系数低于 WS₂ 纳米板的相对滑动。这种制备薄膜的检测行为为减摩涂层的实际应用设计提供了一种新的思路，也显现出了激光技术在制备薄膜涂层方面的巨大潜力。

识别二维码

阅读英文原文

原文出自 Materials 期刊

Romanov, R.I.; Fominski, D.V.; Demin, M.V.; Gritskevich, M.D.; Doroshina, N.V.; Volkov, V.S.; Fominski, V.Y.Tribological Properties of WS₂ Thin Films Containing Graphite-like Carbon andNi Interlayers. Materials 2023, 16, 282.

   Materials 期刊介绍

主编：

Maryam Tabrizian, McGill University, Canada

期刊发表涵盖材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料、能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征、建模等研究领域在内的学术文章。

2021 Impact Factor	3.748 (Q1*)
2021 CiteScore	4.7
Time to First Decision	15.3 Days
Time to Publication	38 Days

* Q1 (17/80) at category "Metallurgy and Metallurgical Engineering"

识别二维码，

订阅 Materials 期刊最新资讯。

识别二维码，

邀您成为 Materials 客座编辑。

识别二维码，备注学校+姓名+研究方向，小助手邀您进入 Materials 学者交流群，交流科研经验。

欢迎关注 Materials 期刊社交媒体账号：

Twitter, Linkedin, Facebook:

@Materials_MDPI

往期回顾

视频号

扫码关注

MDPI开放数字出版视频号

版权声明：

本文由MDPI中国办公室翻译撰写，文中涉及到的论文翻译部分，为译者在个人理解之上的概述与转达，论文详情及准确信息请参考英文原文。本文遵守 CC BY 4.0 许可 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。如需转载，请于公众号后台留言咨询。

由于微信订阅号推送规则更新，建议您将“MDPI化学材料”设为星标，便可在消息栏中便捷地找到我们，及时了解最新开放出版动态资讯！

点击左下方“阅读原文”，进入期刊主页。

喜欢今天的内容？不如来个 "三连击" ☞【分享，点赞，转发】