来源：科学网英国科学家发表的一篇论文显示，漆黑深邃海底的含稀土金属结核能产氧，这种氧被称为“暗氧”。这一发现表明，这些结核或能影响深海海底的生态。相关研究7月22日发表于《自然—地球科学》。在全世界海洋中，被沉积物覆盖的深海平原上常见多金属结核。它们主要由铁和锰的氧化物组成，但也含有对许多先进低碳能源技术至关重要的钴和稀土元素这类金属，因此是深海采矿的一个目标，不过，这种采矿对环境的潜在影响一直不明确。苏格兰海洋科学协会的Andrew Sweetman和同事在发现了多金属结核的中太平洋克拉里昂-克里帕顿断裂带开展了实验，他们利用放置于4200米深海底的空箱测量了相距4000千米的多个位点的氧气浓度。这些实验几乎都显示氧气浓度在两天时间里逐渐升高。他们后续开展了实验室分析，并提出多金属结核是检测到的氧气释放的来源。基于数值模拟，Sweetman和同事提出假说，认为这些结核的电性质是产氧原因。虽然研究者表示很难估算多金属结核在更大规模下的产氧量，但他们认为这个氧来源或支持了深海海底生态系统，如果这些结核被开采可能会影响这个生态系统。相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41561-024-01480-8
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来源：苏州大学物理科学与技术学院2024年7月24日，PRL报道了理论与与应用物理研究所许彬课题组的理论研究工作，该研究是关于在基于多铁铁酸铋的亚铁电结构中实现超低功耗电控磁及其物理机制，题目为“Electric Control of Magnetism in Multiferroic Rare-Earth-Substituted BiFeO3 with Ferrielectricity”。物理学院硕士生徐世纪为论文第一作者，许彬教授为通讯作者，物理学院博士生王鑫和美国阿肯色大学Laurent Bellaiche教授也参与了工作。多铁材料中的电控磁特性近年来获得广泛关注，特别是基于BiFeO3的室温多铁材料，目前最有希望应用于超低功耗存储和逻辑器件。然而，制约BiFeO3应用的两个重要原因是其具有较大的自发极化强度和矫顽场。此前有实验研究发现对BiFeO3进行稀土掺杂可以有效降低极化强度和矫顽场，甚至在多铁-铁磁异质结中观察到了磁电耦合效应，但其中电场控制磁性的微观机制并不明确。针对这一问题，许彬课题组应用基于第一性原理的有效哈密顿方法系统研究了Nd掺杂BiFeO3中电场对弱铁磁的控制。计算表明，稀土掺杂促进了亚铁电调制结构的出现，其极化强度和翻转势垒都显著降低，可获得远小于BiFeO3的电滞回线，且弱铁磁对电场有明显响应。课题组进一步通过Landau-Devonshire模型解释...
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来源：X-MOL白炭黑是橡胶制品中最重要的填充填料之一，能显著提升材料的力学性能并降低生产成本。然而，白炭黑颗粒表面的羟基导致其在工业加工过程中易发生团聚，造成应力集中，影响最终产品质量。因此，研究白炭黑的微观分散情况对于理解填料在橡胶中的作用机理、建立宏观性能与微观分散之间的联系具有重要意义。激光扫描共聚焦显微技术（LSCM）是一种有效分析填料分散状态的方法。与SEM、TEM、AFM等传统技术相比，激光扫描共聚焦显微技术具有操作简便、样品损伤小、成本效益高等优点，已广泛应用于生物医学领域。因此，通过对激光扫描共聚焦显微技术获取的信号进行数值化处理，可应用于工业生产中产品质量的自动监测。由于二氧化硅本身不具备荧光性，无法在激光共聚焦显微镜（LSCM）分析中提供信号反馈，因此需要对其进行分子修饰，以获得高荧光量子产率、长荧光寿命和良好的抗荧光猝灭性能。近日，扬州大学俞磊教授（点击查看介绍）团队在Chin. Chem. Lett.发表论文，报道了一种新的二氧化硅改性方法，通过引入有机金属铕，成功解决了这一瓶颈问题。该团队采用邻菲罗啉、DBM和硅烷偶联剂作为稀土Eu³?配体，成功合成了新型荧光偶联剂，并将其负载于二氧化硅表面，作为橡胶的荧光填料。这种新型荧光填料在橡胶工业中具有重要应用价值，通过LSCM表征，可以精确研究二氧化硅在橡胶中的分散状态，从而优化橡胶制品的性能，提升产...
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来源：科学网7月26日，西湖大学理学院物理系特聘研究员刘仕团队在《物理评论快报》上发表了最新研究成果，并入选编辑推荐。该研究利用基于机器学习的分子动力学方法，揭示了在经典铁电材料钛酸铅中，通过施加适当的应变，可以诱导出一种新型的螺旋铁电结构，这种结构展现出巨大的压电效应。铁电材料指的是在没有外加电场下，具有自发电荷极化的材料。钛酸铅（PbTiO?）作为最典型的铁电材料之一，其物理特性和应用前景一直是研究热点。然而，传统的铁电材料研究主要集中在其静态结构和性质上，对其动态行为和复杂畴结构的探索相对较少。刘仕团队采用了密度泛函理论（DFT）和基于机器学习的分子动力学模拟相结合的方法。通过这种方法，他们不仅能够预测材料的性质，还能够模拟大量原子在温度和电场共同作用下的集体行为，从而揭示材料的动态结构和性能。研究发现，在钛酸铅中施加适当的应变可以诱导出一种螺旋铁电结构。这种结构中的电偶极子在三维空间中形成了螺旋排列，展现出高度关联的动态行为。这种螺旋结构展现出了比传统多畴结构更优异的压电性能，其压电系数甚至可以超过320 pC/N。这一发现为提升铁电材料的压电效应提供了新的机制。研究强调了动态结构在材料性能中的重要性。通过模拟原子的集体行为，团队揭示了钛酸铅在压电效应上的潜藏优越性，并提出了利用拓扑结构提升压电性能的新手段。这项研究不仅在物理层面上发现了铁电体系中的螺旋拓扑结构，还在科学方...
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