基于低稀土含量的“雙各向異性”納米復(fù)合材料的尖端界面交換耦合

領(lǐng)域：磁性材料

題目：

Tip Interface Exchange-Coupling Based on “Bi-Anisotropic” Nanocomposites with Low Rare-Earth Content

團(tuán)隊(duì)：北京工業(yè)大學(xué)，材料科學(xué)與工程學(xué)院，先進(jìn)功能材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

期刊：ACS Applied Materials &Interfaces（impact factor: 9.229）1 區(qū)

進(jìn)展：

專門設(shè)計(jì)的SmCo5/Co 磁性納米復(fù)合材料是通過“自下而上”工藝制造的。SmCo5納米芯片首先通過液相化學(xué)合成結(jié)合還原退火制備，然后通過Co 納米棒的化學(xué)沉積進(jìn)行涂覆。SmCo5納米芯片和Co 納米棒都是各向異性的，可以在外部磁場(chǎng)下同時(shí)對(duì)齊。應(yīng)用于這些“雙各向異性”SmCo5/Co復(fù)合材料的磁性測(cè)量顯示出高磁性能，Co 相含量范圍從10 到80wt.%。首次實(shí)現(xiàn)了稀土含量低于7 wt.%的適用交換耦合納米復(fù)合材料，其矯頑力接近10 kOe，剩磁比單相 SmCo5大31%。進(jìn)行3-D微磁模擬以揭示Co 相中的反轉(zhuǎn)機(jī)制在與SmCo5表面的尖端界面交換耦合下從非相干模式轉(zhuǎn)移到相干模式。

具有發(fā)光多刺激響應(yīng)的鑭系元素超分子水凝膠的配位組裝

領(lǐng)域：發(fā)光材料

題目：

Coordination-Assembly of Lanthanide Supramolecular Hydrogels with Luminescent Multi-stimulus Response

團(tuán)隊(duì)：福建師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院

期刊：Inorg Chem（impact factor: 5.2）2 區(qū)

進(jìn)展：

由于其獨(dú)特的光學(xué)特性和生物相容性，發(fā)光超分子水凝膠在各種應(yīng)用中顯示出廣泛的潛力。配位自組裝為超分子水凝膠的制備提供了一種有前景的方法。在這項(xiàng)貢獻(xiàn)中，一系列發(fā)光鑭系元素（Ln）超分子水凝膠HG-Ln2nL3n1/2是通過 Ln 離子和具有不同彎曲角（∠B）的V 形雙四齒配體（H4L1和H4L2）配位自組裝合成的。設(shè)計(jì)并合成了兩個(gè)具有彎曲角）∠B ≈150°）的剛性共軛配體 H4L1和H4L2，其具有2,6-吡啶聯(lián)四唑螯合部分，通過與鑭系元素離子的去質(zhì)子化自組裝產(chǎn)生水凝膠。在相應(yīng)的水凝膠中實(shí)現(xiàn)了特征 Eu3+和 Yb3+排放，具有有趣得多刺激響應(yīng)行為。HG-Eu2nL3n1 水凝膠的發(fā)光在受到多種金屬離子的刺激時(shí)可以增強(qiáng)或淬滅，這歸因于配位的鑭系元素離子的替換和配體系統(tǒng)間交叉效率的變化。此外，還觀察到HG-Eu2nL3n1 水凝膠的pH 響應(yīng)發(fā)射。我們的工作為設(shè)計(jì)具有可變結(jié)構(gòu)的下一代智能響應(yīng)水凝膠材料提供了潛在的策略。

利用工程大腸桿菌對(duì)稀土元素進(jìn)行有效自調(diào)節(jié)吸附和回收

領(lǐng)域：稀土回收

題目：

Effectively auto-regulated adsorption and recovery of rare earth elements via an engineered E.coli

團(tuán)隊(duì)：華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院分子生物物理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

期刊：J Hazard Mater（impact factor: 10.6）1 區(qū)

進(jìn)展：

常規(guī)稀土開采過程產(chǎn)生的工業(yè)廢水中富含稀土元素，造成稀土資源的嚴(yán)重浪費(fèi)和環(huán)境污染。利用工程微生物吸附技術(shù)從水溶液中回收稀土是一種很有吸引力的技術(shù)。為了通過感應(yīng)外來(lái)的稀土元素來(lái)調(diào)節(jié)稀土元素的吸附和回收，本研究設(shè)計(jì)了一個(gè)級(jí)聯(lián)誘導(dǎo)系統(tǒng)，包含用于感應(yīng)稀土元素的鑭系結(jié)合標(biāo)簽（LBT）的pmrCAB 操縱子，與二氧化硅結(jié)合蛋白和錨定在細(xì)胞膜上的dLBT 結(jié)合到大腸桿菌中。通過篩選有效LBT 和增加LBT 拷貝數(shù)，提高了稀土元素對(duì)鋱（Tb）的傳感和吸附能力。對(duì)Tb 的吸附能力達(dá)到了報(bào)道的最高值，為41.9 mg-1干電池重量（DCW）。用過表達(dá)的Sitag 將工程細(xì)胞黏附在硅膠柱表面后，可獲得較高的Tb 解吸回收率（＞ 90%）。此外，工程細(xì)胞對(duì)其他REEs 也具有較好的吸附能力。研究結(jié)果表明，通過生物工程菌株可以實(shí)現(xiàn)從水溶液中高效、選擇性和可控性地回收稀土。

全固態(tài)鋰硒電池用納米Li3HoBr6固體電解質(zhì)的克級(jí)合成

領(lǐng)域：納米材料

題目：

Gram-Scale Synthesis of Nanosized Li3HoBr6Solid Electrolyte for All-Solid-State Li-Se Battery

團(tuán)隊(duì)：南開大學(xué)新材料研究院材料科學(xué)與工程學(xué)院，稀土與無(wú)機(jī)功能材料研究中心

期刊：Small Methods （impact factor: 14.2）1 區(qū)

進(jìn)展：

稀土鹵化物固體電解質(zhì)是近年來(lái)全固態(tài)電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。稀土基HEs 具有高的離子導(dǎo)電性、可靠的變形性和良好的穩(wěn)定性，可為ASSBs帶來(lái)優(yōu)良的電化學(xué)性能。然而，傳統(tǒng)的合成方法是機(jī)械化學(xué)法和共熔法，這兩種方法都需要昂貴的原材料和精密的設(shè)備。因此，在ASSBs 中推廣這些納米粒子的制備方法還需要大量的研究工作。本文開發(fā)了一種真空蒸發(fā)輔助合成方法，用于大規(guī)模合成羥基磷灰石。所制備的Li3HoBr6（LHB）具有接近mS cm-1水平的高鋰離子電導(dǎo)率，基于LHB 的Li-Se ASSBs 可以通過冷壓組裝。理論計(jì)算表明，鋰離子在Li3HoBr6中具有較低的能量成本和較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。四面體和八面體路徑分別負(fù)責(zé)Li 的短期和長(zhǎng)期遷移。結(jié)果表明，LHB 基Li-Se 電池具有良好的穩(wěn)定性和速率性能，所以LHB 在ASSBs 領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

稀土元素對(duì)NAD+依賴性谷氨酸脫氫酶生物傳感電催化作用的影響

領(lǐng)域：生物材料

題目：

Role of rare-earth elements in enhancing bioelectrocatalysis for biosensing with NAD+-dependent glutamate dehydrogenase

團(tuán)隊(duì)：首都師范大學(xué)化學(xué)系

期刊：Chem Sci（impact factor: 9.8）1 區(qū)

進(jìn)展：

脫氫酶（DHs）在生物傳感器和生物燃料電池等酶生物電子技術(shù)的發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，主要依賴于擴(kuò)散輔酶（如NAD+）的DHs 相對(duì)較低的固有反應(yīng)速率限制了其在高靈敏度生物傳感器等應(yīng)用中的生物電催化性能。本研究發(fā)現(xiàn)稀土元素（REEs）可以提高NAD+依賴性谷氨酸脫氫酶（GDH）的活性，從而實(shí)現(xiàn)谷氨酸在體內(nèi)的高靈敏度電化學(xué)生物感應(yīng)。電化學(xué)研究表明，當(dāng)溶液中存在稀土離子（Yb3+、La3+或Eu3+）時(shí)，GDH 型谷氨酸生物傳感器的靈敏度顯著提高，其中Yb3+的靈敏度提高最高（約95%）。本研究不僅揭示了稀土促進(jìn)GDH 動(dòng)力學(xué)的機(jī)制，而且為體內(nèi)谷氨酸的高靈敏度生物檢測(cè)開辟了新的途徑。