Materials：“材料物理”特刊文章精选 | MDPI 编辑荐读
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本期编辑荐读为您精选了发表在 Materials 特刊“Feature Papers in Materials Physics”中的 6 篇优质文章，内容涵盖超级电容器、氧化石墨烯、有机太阳能电池、光子晶体、二元岩盐化合物和离子的选择性输运等热门话题。希望能为相关领域的学者提供参考和新的思路，欢迎阅读。
客座编辑
Vlassios Likodimos 教授
雅典大学
研究领域：光催化材料；纳米结构二氧化钛；碳纳米材料；金属氧化物。
Xiangyang Ma 教授
浙江大学
研究领域：硅材料；微电子硅材料；发光器件；半导体材料。
Andres Sotelo 教授
萨拉戈萨大学
研究领域：能源应用氧化物材料；热电技术；超导体；氧化物材料定向生长；氧化物材料激光变形；陶瓷材料加工。
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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
作者在有限氧气条件下对废麦芽细根进行热解，再与 KOH 混合活化，在高温下再次热解获得生物炭。该生物炭通过沉积在碳布上制成功能电极，并可与光化学电池结合。生物炭电极与电池的电解液结合具有超级电容器的作用，能够存储电池产生的电荷，证明在光照和黑暗中都有电流流动。同样的电极可以用作空气阴极，提供氧还原功能，显示出有趣的电催化剂性能。
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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
Binary Dye Removal from Simulated Wastewater Using Reduced Graphene Oxide Loaded with Fe-Cu Bimetallic Nanocomposites Combined with an Artificial Neural Network
利用还原氧化石墨烯负载铁–铜双金属纳米复合材料结合人工神经网络去除模拟废水中的二元染料
Ling Xin et al.
https://www.mdpi.com/1269404
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作者以氧化石墨烯为载体，以硫酸亚铁、氯化铜和硼氢化钠为原料，制备了铁–铜纳米复合材料负载还原氧化石墨烯。所得材料被用于去除有害染料胭脂红和胭脂红与刚果红的二元染料混合物。结果表明：纳米复合材料的比表面积为 41.255 m2/g，孔径分布以 2.125 nm 为中心，饱和磁化强度达 108.33 emu/g；与反应前后材料的比较表明，这种材料理论上可以重复使用三次。剂量因子是影响吸附过程的关键因素。在最佳条件下，对混合染料的去除率达到 96.85%，证明该材料具有优异的吸附性能。
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原文出自 Materials 期刊
Xin, L.; Wu, X.; Xiang, Y.; Zhang, S.; Huang, X.; Liu, H. Binary Dye Removal from Simulated Wastewater Using Reduced Graphene Oxide Loaded with Fe-Cu Bimetallic Nanocomposites Combined with an Artificial Neural Network. Materials 2021, 14, 5268.
03
Selective Extraction of Nonfullerene Acceptors from Bulk-Heterojunction Layer in Organic Solar Cells for Detailed Analysis of Microstructure
有机太阳能电池体–异质结层中非富勒烯受体的选择性提取及其微观结构分析
Masahiro Nakano et al.
https://www.mdpi.com/1081618
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本文报道了一种从有机太阳能电池 (Organic Solar Cells, OSCs) 的本体异质结 (Bulk-Heterojunction, BHJ) 层中选择性提取非富勒烯受体 (Nonfullerene Acceptor, NFA) 的方法，并基于原子力显微镜探针对剩余的 BHJ 膜进行了详细分析。研究发现，丁基缩水甘油酯醚是一种有效的溶剂，从 BHJ 薄膜中提取 NFAs，而不会损坏供体聚合物薄膜。作者采用选择性萃取法，对不同条件下制备的无 NFA BHJ 薄膜的形貌进行了详细研究。研究结果对于优化由 NFA 和给体聚合物组成的 BHJ 膜结构具有一定的指导意义。
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原文出自 Materials 期刊
Nakano, M.; Takahara, A.; Genda, K.; Shahiduzzaman, M.; Karakawa, M.; Taima, T.; Takahashi, K. Selective Extraction of Nonfullerene Acceptors from Bulk-Heterojunction Layer in Organic Solar Cells for Detailed Analysis of Microstructure. Materials 2021, 14, 2107.
04
Heterostructured CoOx–TiO2 Mesoporous/Photonic Crystal Bilayer Films for Enhanced Visible-Light Harvesting and Photocatalysis
用于增强可见光收集和光催化的异质结构 CoOx–TiO2 介孔/光子晶体双层薄膜
Stelios Loukopoulos et al.
https://www.mdpi.com/840258
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本文利用 Co 乙酰丙酮配合物在 TiO2 上的化学吸附，用纳米级 Co 氧化物簇对两个二氧化钛层进行表面改性，随后进行煅烧，实现了双层膜的宽带可见光激活。作者将反猫眼石支撑层的慢光子区域调整为表面 CoOx 氧化物的可见光吸收，导致水杨酸在可见光和紫外线–可见光下的光降解显著放大。这种增强与逆蛋白石支撑层中缓慢光子传播的空间分离贡献有关，Bragg 反射辅助向 coox 修饰的介孔 P25 顶层传播。这一效应表明，光子晶体作为多层光催化薄膜的光催化活性层和后向散射层都非常有效。
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原文出自 Materials 期刊
Loukopoulos, S.; Toumazatou, A.; Sakellis, E.; Xenogiannopoulou, E.; Boukos, N.; Dimoulas, A.; Likodimos, V. Heterostructured CoOx–TiO2 Mesoporous/Photonic Crystal Bilayer Films for Enhanced Visible-Light Harvesting and Photocatalysis. Materials 2020, 13, 4305.
05
A Novel Interstitial Site in Binary Rock-Salt Compounds
二元岩盐化合物中的一个新间隙位点
Neeraj Mishra and Guy Makov
https://www.mdpi.com/1805840
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作者采用第一性原理方法研究了二元岩盐材料中间隙点缺陷的能量稳定性和力学稳定性。研究在岩盐中发现了一种新型的、稳定的阴离子间质位点 (碱间质)；将基底间质缺陷的形成能与四面体 (体–间质) 和分裂间质进行了比较，发现基底间质缺陷的形成能具有很强的能量竞争性。然而，在金属单硫系中，裂隙结构被发现是能量上的首选结构。岩盐结构中存在的间隙缺陷会影响电子带结构。特别是，费米能级被移到金属卤化物中主体、基底和分裂间隙的价带最大值以下，表明 p 型电导率。然而，新的碱基间质位置仍然比一系列潜在的碱卤化物更受青睐。阴离子基间质与最近的晶格阴离子形成三原子实体，影响相对于体间质的电子结构。新间隙位置的发现将影响研究人员对二元岩盐缺陷的理解，包括结构和动力学，以及与间隙相关的热力学和动力学性质。
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原文出自 Materials 期刊
Mishra, N.; Makov, G. A Novel Interstitial Site in Binary Rock-Salt Compounds. Materials 2022, 15, 6015.
06
The Selective Transport of Ions in Charged Nanopore with Combined Multi-Physics Fields
多物理场组合带电纳米孔中离子的选择性输运
Pengfei Ma et al.
https://www.mdpi.com/1365900
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离子在纳米孔中的选择性输运在化学分离、离子过滤、海水淡化和能量转换等方面具有广泛的应用前景。本文报道了通过液压和电场的结合在带电纳米孔中的高离子选择性输运。基于 Poisson-Nernst-Planck (PNP) 和 Navier-Stokes (NS) 耦合方程的计算结果表明，液压与电场耦合作用下的离子选择性较液压或电场单一驱动下的离子选择性显著提高。与基于材料性质的离子选择输运不同，该方法赋予了不同种类离子之间的一般分离效果。通过液压和电场的适当组合，可以获得极高的选择性比。进一步深入分析揭示了纳米孔直径、表面电荷密度和离子强度对选择性比的影响。这些发现为纳米流控系统中离子的选择性传输和分离提供了一条潜在的途径。
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原文出自 Materials 期刊
Ma, P.; Zheng, J.; Zhao, D.; Zhang, W.; Lu, G.; Lin, L.; Zhao, Z.; Huang, Z.; Cao, L. The Selective Transport of Ions in Charged Nanopore with Combined Multi-Physics Fields. Materials 2021, 14, 7012.
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 (17/79) at category "Metallurgy and Metallurgical Engineering"
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