NEWS01

二维原子级薄材料研究取得重大进展

近日，来自巴塞尔大学的物理学家第一次成功测量了纳米尺度上原子级薄的范德华材料的磁性。他们使用金刚石量子传感器来确定三碘化铬单个原子层的磁化强度，相关的研究成果被发表在Science杂志上。

三维的块状三碘化铬晶体是完全磁性有序的。然而，在几个原子层的二维情况下，只有具有奇数原子层的叠层显示出非零磁化。而在偶数层情况下的叠层表现出反铁磁性。为了解释这一现象，巴塞尔大学的科学家和瑞士纳米研究所的团队在制备样品时将各个三碘化铬层相互移动以产生应变，证明了这种现象是由于层的特定排列引起的。原子级薄的二维范德华材料在自旋电子学或超紧凑磁记忆介质中的应用上有非常广阔的前景，科学家们探索堆叠不同原子层的方法，以设计出各种具有独特性质的新材料。

使用金刚石量子传感器定量测量三碘化铬各原子层的磁性（来源：巴塞尔大学物理系）

NEWS02

新发现或显着降低数据存储能耗

田纳西大学诺克斯维尔分校报道，近日，研究人员对钴酸镧（LCO）材料进行了考察，这是一种结晶薄膜材料，一旦在基底上生长，就可以通过电子显微镜和偏振中子反射计分别测量出电子密度与磁化强度。LCO是一种铁弹性材料，它的性质会随着应力源而变化，而在去除应力后仍旧保持变化。

研究人员发现，通过在不同的的基底上生长LCO薄膜，可以改变薄膜的磁性，这意味着改变物质磁性所需要的能量有望显着降低。以磁读头为例，这种被人们广泛使用的数字存储部件通过改变内部材料磁性的方向来存储信息，这种磁场的改变由电流脉冲产生。而如果通过施加电荷的方法（即化学方法）来改变磁性的话，所消耗的能量远小于电流脉冲，这可能会对数据存储等领域产生实质性的影响。

（图片来源：CC0PublicDomain）

NEWS03

研究发现石墨烯量子点具有优异的淬灭氧化应激能力

石墨烯量子点（GQD）最近已被用于各种领域。研究人员发现，它们可以为遭受创伤性脑损伤、中风或心脏病发作的人提供治疗。莱斯大学等研究机构研究了人们受伤后GQD淬灭氧化应激的能力，发现用聚乙二醇（PEG）修饰的亲水簇可以提高其溶解度和生物稳定性，可有效淬灭其氧化应激能力。对细胞系的测试结果显示，即使向细胞培养皿中添加破坏性过氧化氢，不同浓度的量子点在保护细胞免受氧化方面仍旧非常有效。用煤衍生的量子点将替代早期的纳米颗粒，使得生产这些治疗材料变得更加简单和便宜，这开启了简便疗法的大门。

在电子显微镜下观察到的煤衍生的石墨烯量子点（来源：莱斯大学）

NEWS04

研究发现在无冷冻保护剂下，冻结细胞的新方法

日本研究人员首次展示了在没有冷冻保护剂（CPA）的情况下保存冷冻动物细胞。该研究发表在National Academy of Sciences 杂志上。研究人员为了实现达到在无CPA时超速冷冻所需的每秒1万摄氏度的临界冷却速率，他们使用了喷墨电池打印技术。经过研究人员的反复测试，最终发现在液滴大小低于40皮升的情况下可实现细胞的快速冷冻，并实现类似CPA的玻璃化并冷冻保存细胞。该方法在不同的小鼠细胞系和大鼠的充质干细胞上得到了进一步的证实，显示了其有效性和广泛的适用性。未来，研究人员希望这个方法可以适用于传统冷冻保存方法无法储存的血细胞等方面。

喷墨打印液滴阵列被液氮冻结在薄玻璃上（来源：2019 National Academy of Sciences）

NEWS05

3D打印全液体“微型实验装置”

美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的研究人员3D打印了全液体装置，只要点击按钮，该装置就能按需要反复进行重构，适用于从生产电池材料到筛选候选药物等多方面的应用。其成果发表在NatureCommunication上。为制造该装置，研究人员将含有纳米级黏土颗粒的液体和含有聚合物颗粒的液体共同打印在基底上，二者相接触后在数毫秒内形成直径1毫米的微型通道，这种具有特定图案的玻璃基底就是3D打印的流体装置。装置中多个通道可放置不同的催化剂，通过一定的连接，使得化学流体按照设定的次序接触相应的催化剂，从而制备出特定的产物。而且借助计算机控制，该过程可实现自动化。目前，该团队计划实现装置的导电性，扩充该装置可研究的反应类型。

微型实验装置示意图（来源：伯克利实验室）

NEWS06

研究首次发现极性材料中裂纹的不对称扩展

西班牙巴塞罗那自治大学ICN2氧化物纳米物理小组的一项研究表明，材料的极化方向会影响挠曲电对裂纹扩展的作用。在极化方向，挠曲电会促进裂缝扩展；在非极化方向上，挠曲电将抑制裂缝生长。因此，极化方向上的裂缝会长得多。相关文献已发表在Physical Review Letters。这项研究首次通过实验证明了晶体中裂纹的不对称性。由于铁电材料的极性可以通过电压进行控制，因此可以通过电压管理极性材料中裂缝的扩展。在特定的控制模式下，可以减少材料的疲劳损伤，也可以促进裂纹的扩展。这有利于提高相关器件的可靠性和寿命。

在挠曲电作用下，铁电体的裂缝在极性方向上的传播比在相反的方向更容易（来源：ICN2）

NEWS07

新方法助力石墨烯中电子流体力学行为研究

近日，印度Quazar技术团队利用有一种新方法研究了石墨烯中电子的流体力学行为，为开发出替代硅晶体管的新材料铺平了道路。这项研究发表在了最新的Physical Review B中。

石墨烯以其独特的电子特性受到了广泛的关注。在适当的条件下，石墨烯中的电子可以像液体一样流动。通常研究人员会根据材料电阻的变化情况来了解电子的运动方式，但这是一种误差很大的方法。该研究团队通过施加振荡电压模拟摇动罐子中的液体，准确地识别和测量了材料中产生的涡流以及电子的流体力学行为。虽然这种测量方法还有待进一步的研究，但这将使科学家们能够更加准确的了解石墨烯和其他前景材料。