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来源:X-MOL稀土元素(如钪Sc、钇Y和镧系元素Ln)因其独特的物理和化学性质,被誉为“工业维生素”,广泛应用于机械铸件、发光材料、高性能永磁体和医疗设备等高科技领域。然而,由于这些元素之间的化学性质极为相似且常伴生于矿物中,它们的分离过程极具挑战性。此外,随着稀土的开采污染问题逐渐显现。快速、低成本地检测和区分稀土元素对于资源的高效利用与污染监测至关重要。核酸适配体因其独特的金属配位能力、高稳定性和易设计性,在金属离子识别方面具有显著优势。然而,目前的研究多集中于高亲和力配体的开发,对适配体结合和解离动力学的研究相对较少。针对这一科学空白,加拿大滑铁卢大学刘珏文教授(点击查看介绍)团队以Sc3+为目标离子,筛选出一种新的DNA适配体(Sc-1),并探讨了其在稀土检测与分离中的潜力。研究团队通过Capture-SELEX技术,利用Sc3+为靶标,筛选得到DNA适配体 Sc-1。该适配体表现出对稀土离子良好的结合选择性。在硫黄素(Thioflavin T)荧光实验中发现,Sc-1仅对稀土离子显示出荧光变化,且Sc3+的结合速率显著慢于其他稀土离子,约需三分钟达到稳定结合状态,而其他稀土离子结合速率较快。当添加螯合剂EDTA后,各稀土离子的解离情况差异显著:1)第一类(即刻解离)。La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+的荧光能迅速恢复至原始水平。2)第二...
发布时间: 2025 - 01 - 15
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来源:科学院物理研究所镍基超导体是继铜基和铁基之后又一个重要的高温超导家族。镍氧化物与铜氧化物具有类似的晶体结构和电子构型,为高温超导机理研究提供了新的平台。2023年中国科学家首次发现双镍氧层钙钛矿La3Ni2O7单晶在14 GPa压力下出现高达80K的超导电性,引起了国内外同行的广泛关注。该材料在常压下不具备超导电性,但可能存在两个类密度波相变。研究La3Ni2O7类密度波相变在压力下的演化过程可以为理解镍基超导电性的起源以及超导机理提供关键信息。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心怀柔研究部HX-EX1汪信波副研究员与HX-06i于晓辉研究员及其团队合作,发展了压力下的超快泵浦-探测光谱测量装置,验证了拓扑绝缘体Bi2Se3单晶在压力条件下存在电子拓扑相变以及多个结构相变[Phys. Rev. B 109, 064307 (2024)]。近期,利用该装置研究了镍基超导体La3Ni2O7在低温和压力条件下的超快动力学响应,实验结果如下:(1)常压下,光激发载流子的弛豫时间在151K附近出现发散行为,这是能隙打开引起的声子瓶颈效应。结合其它实验结果,指认其在常压下打开自旋密度波能隙,通过Rothwarf-Taylor模型拟合得到能隙值约为66meV。(2)随着压力增加至13.3GPa,自旋密度波转变的温度和能隙逐渐减小,直到26GPa完全消失。自旋密度波在13.3GP...
发布时间: 2025 - 01 - 15
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来源:福建物质结构研究所近年来,圆偏振发光与上转换发光的融合吸引了科学家们的广泛关注。这种独特的上转换圆偏振发光现象,可以将未极化的低能光子转化为具有圆偏振特性的高能光子的反斯托克斯光学,为光学材料、生物医学成像以及量子信息处理等诸多前沿领域注入了无限可能。目前,这一现象已经在三重态-三重态湮灭上转换、双光子吸收以及上转换纳米粒子等体系得以实现。相较之下,稀土配合物的分子上转换因其可控合成、精确的结构以及良好的溶解度而同样备受瞩目。然而,由于上转换发光效率低以及稀土中心的立体化学难以精确控制,镧系超分子体系上转换圆偏振发光目前仍未见报道。近日,中国科学院福建物质结构研究所结构化学全国重点实验室孙庆福研究员团队首次在稀土超分子体系实现了上转换圆偏振发光。利用C2对称性的手性配体LR/S与Ln3+离子立体选择性自组装,成功构建了具有ΔΔΔΔ或ΛΛΛΛ金属立体中心的四面体笼Ln4(LR/S)6。研究发现,超分子自组装过程有效限制了分子内配体的取向、距离和振动,使得四面体笼的磷光源自分子内配体-配体之间的耦合所形成的多聚态的集体贡献。巧妙的是,配体多聚体的三线态能级不仅与典型的Ln3+离子(如Eu3+、Sm3+)的激发态能级匹配,而且与两个Yb3+离子在上转换发光中所能达到的准虚拟能级精准匹配。因此,在980 nm激发下,异金属(Yb/Eu)4(LR/S)6和(Yb/Sm)4(LR/S)6...
发布时间: 2025 - 01 - 14
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来源:哈尔滨工业大学哈工大全媒体(刘培香 王涛 王舒邈/文 王涛/图)近日,深圳校区材料科学与工程学院陈祖煌教授团队在铁电薄膜领域取得新进展,研究成果以《氮掺杂实现钙钛矿氧化物铁电性能的显著增强》(Large Enhancement of Ferroelectric Properties of Perovskite Oxides Via Nitrogen-incorporation)为题发表在《科学进展》(Science Advances)上。研究团队利用脉冲激光沉积工艺,在氮气(N2)生长气氛中,成功制备了高质量氮掺杂钛酸钡(BaTiO3)铁电薄膜,并实现了钛酸钡铁电性能的显著增强。目前化学掺杂调控铁电性通常以阳离子掺杂为主,而阴离子掺杂由于合成困难,通常较少涉及。在可供选择的阴离子中,氮离子(N3-)和氧离子(O2-)具有非常相似的电子结构和离子半径。然而,氮气中氮原子间具有很强的共价键,其与氧化物之间的直接反应需要非常高的能量。因此,与阳离子取代的钙钛矿氧化物不同,在惰性氮气气氛中通过传统的固相反应很难直接合成氮掺杂的钙钛矿氧化物。近年来提出的高温氨化反应和低温拓扑化学反应等方法虽可实现氮掺杂,但这些合成方法主要以氨气(NH3)作为氮源,导致在反应的过程中金属阳离子(如Ti⁴⁺)容易被还原,并且极易引入氢元素,导致漏电流密度增加,极不利于材料的铁电性。针对上述问题,陈祖煌教授...
发布时间: 2025 - 01 - 14
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