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AM:水介导剥离实现公斤级MXene,DFT/MD解析Li⁺–H₂O氢键网络
MXene 规模化制备的难点在于,既要高产率,又要保留大片径和低缺陷。传统超声、振荡或强剪切可以提高剥离效率,但容易打碎片层、引入缺陷,进而影响电导、力学性能和离子筛分。武汉理工大学何大平、沈杰团队和斯旺西大学谭瑞团队这篇 Advanced Materials,提出了用水介导剥离替代强机械剥离。文章通过水分子调控层间 Li⁺ 的配位环境,形成 Li⁺–H₂O 氢键网络,削弱层间静电吸引和范德华作用,实现公斤级、单层、大尺寸、低缺陷 MXene 制备。理论计算部分结合 DFT 和 MD,解释了水分子为什么能促进层间扩张,以及无缺陷 MXene 通道为什么具有更高 Li⁺/Mg²⁺ 选择性。
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别让计算结果输在作图上!8个顶刊案例教你把计算图画高级
理论计算已经是发表论文必不可少的一部分,但计算结果做得好,只是论文工作的第一步。打动编辑、审稿人和读者的,往往是能不能把复杂的物理图像,组织成一张清楚、漂亮、有逻辑的图。本期我们选取了8篇发表在Nature、Nature Energy等顶刊中的计算图案例,重点看这些文章在图形布局、颜色搭配、机制表达、数据与示意图融合方面的优点。看看DFT、AIMD、MD、CI-NEB、COMSOL或机器学习结果,如何变成更美观、更高级、更适合投稿的科研图。
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Nature Communications:3.4 nm 芳纶纳米纤维织成保暖背心,H⁺ 介导组装与理论计算解读
气凝胶纤维适合用于保暖织物,但长期存在强度和隔热之间的矛盾。孔隙率提高后,热导率可以降低;结构过于疏松时,纤维又难以承受牵伸、弯折、编织和缝合。这篇 Nature Communications,以废旧杂环芳纶为原料,先制备 3.4 nm 芳纶纳米纤维,再通过 H⁺ 介导的层级组装,得到可针织、高强、低导热的气凝胶纤维。其中理论计算围绕“芳纶为什么能解离、H⁺ 如何诱导组装、层级孔为什么同时提高强度和隔热”展开,把分子作用、电荷调控、组装过程和宏观性能连接起来。
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