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基于MDE具有明確活性中心結(jié)構(gòu)的特點，團隊進一步結(jié)合原位/在線X射線吸收光譜和理論計算深入揭示了取代基調(diào)控催化劑性能的機理（圖3）。研究團隊發(fā)現(xiàn)，NiPc MDEs的CO2還原起峰電位與Ni中心的部分還原緊密相關(guān)，而不簡單取決于理論計算中的反應(yīng)能壘。氰基（CN）取代可以使分子更容易被還原，因此具有更正的起峰電位。此外，OMe取代可以提高催化過程中Ni-N鍵強度并促進CO中間體脫附，從而提高催化劑穩(wěn)定性。

鎂合金是作為一種輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強度和比剛度高、阻尼性能好、電磁屏蔽效果好、鑄造性能優(yōu)良和加工性能好的優(yōu)點，獲得了廣泛的應(yīng)用前景。在鎂合金產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過程中，稀土往往作為制備過程中的優(yōu)化劑來改善合金的熔體純凈度、晶粒細化度及產(chǎn)品外觀質(zhì)量，同時可大幅度提升合金的強度與延伸率。但是目前普遍使用的稀土鎂合金強度低導(dǎo)熱性能差，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，開發(fā)具有高導(dǎo)熱性、高強度的鎂合金對于擴大鎂合金在 5G 通信、3C 器件及汽車產(chǎn)品等需要高散熱領(lǐng)域的應(yīng)用，具有極其重要的意義。 高導(dǎo)熱高強度鎂合金是在一定配比的 Mg-Zn-Zr 系列合金中添加 Nd 稀土金屬，Nd 的添加可以改善合金的熔體純凈度、晶粒細化度及產(chǎn)品外觀質(zhì)量，并有效析出基體中的 Zn和 Zr 原子，有效提升合金的導(dǎo)熱性能和力學強度。鎂合金的導(dǎo)熱性能可以通過導(dǎo)熱率來體現(xiàn)，力學性能可以通過抗拉強度，屈服強度體現(xiàn)。高的導(dǎo)熱性能可以保證合金在散熱器件領(lǐng)域的熱導(dǎo)性能指標，使器件可以具有較快的熱量傳輸能力，使設(shè)備內(nèi)部熱量及時排出;高的力學強度可以保證合金作為結(jié)構(gòu)件的力學性能指標，使其作為結(jié)構(gòu)件更為可靠。相較于傳統(tǒng)鎂合金，團隊通過添加 Nd 稀土元素可以有效提升鎂合金的導(dǎo)熱性能和力學強度，Nd 一般分布于晶界，可以弱化鎂合金的織構(gòu)，提升鎂合金各晶粒之間的協(xié)調(diào)能力:而且 Nd 在鎂合金成型過程中可以與 Zn 原子結(jié)合形成熱穩(wěn)定的第二相，促進動態(tài)再結(jié)晶提升鎂合金的強度:此外，Nd 元素的添加會與基體中的 Zn 元素結(jié)合，減弱基體中的晶格畸變，提升鎂合金的熱導(dǎo)率。

納米氧化物中的氧化鋁和氧化鈦粉體被廣泛應(yīng)用于石油加工，制藥工業(yè)，復(fù)合材料制造，化肥工業(yè)，環(huán)境保護等領(lǐng)域，我們開發(fā)的作為綠色化工產(chǎn)品的氧化鋁纖維在納米催化技術(shù)和復(fù)合材料制備等方面性能比納米粉體更優(yōu)異，例如國內(nèi)權(quán)威機構(gòu)應(yīng)用試驗其在高溫條件下仍保持高的比表面和孔容，是此類高溫高強催化劑載體換代產(chǎn)品，是耐熱復(fù)合增強材料的首選，已顯示在眾多領(lǐng)域的巨大應(yīng)用價值和前景&

        技術(shù)成熟度：技術(shù)突破         傳統(tǒng)CMOS工藝的圖形處理器通常是由探測、存儲、處理等多個分立系統(tǒng)構(gòu)成，不可避免的增加了集成電路的復(fù)雜性、功耗和成本，憶阻器在新型信息存儲器件、存算一體化技術(shù)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域有著巨大應(yīng)用潛力。         研發(fā)團隊發(fā)展的感存算一體化新型光電憶阻材料與器件能夠解決傳統(tǒng)人工視聽覺系統(tǒng)在容量、集成度、速度等方面的技術(shù)瓶頸問題，是實現(xiàn)高效智能視聽覺傳感系統(tǒng)的基礎(chǔ)。研發(fā)團隊首次在基于氧化鎢材料憶阻突觸器件的視聽覺系統(tǒng)中模擬了速度檢測的多普勒頻移信息處理，進而實現(xiàn)高通濾波和處理具有相對時序和頻移的尖峰數(shù)據(jù)。這些結(jié)果為視聽覺運動感知的模擬提供了新機會，促進了其在未來神經(jīng)形態(tài)傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持

氧化鐵黑是一種帶有磁性的黑色顏料，由于性能優(yōu)異，應(yīng)用廣泛，且深受商家的重視。在我國，此種產(chǎn)品研究和生產(chǎn)使用的歷史較短，隨著現(xiàn)代化科學技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化辦公用品的不斷更新，使帶磁性的黑色印刷，復(fù)印材料的迫切需要，使氧化鐵黑等黑色磁性顏料的開發(fā)研究及應(yīng)用備受重視，研究和生產(chǎn)的商家看到這一不可多得的商機，紛紛上馬。由于新產(chǎn)品的技術(shù)含量較高，致使較多的生產(chǎn)廠家質(zhì)量或生產(chǎn)成本存在一定的缺陷，以致該產(chǎn)品上不去，產(chǎn)品市場供應(yīng)較緊缺。 氧化鐵黑產(chǎn)品是黑色或黑紅色粉末，具有磁性，相對密度為5.18，熔點為1594℃。不溶于水及醇，但溶于濃鹽酸，耐光，耐候性良好，著色力和遮蓋力都很高，在有機溶劑中十分穩(wěn)定，耐堿性良好，但顆粒易被氧化變成紅色的氧化鐵，在200－300℃時灼燒則易形成γ－Fe2O3。

以酶類結(jié)構(gòu)的金屬卟啉為催化劑，模仿生物氧化歷程，突破溫和條件下高效、專一活化氧氣的技術(shù)難 題，實現(xiàn)高附加值含氧有機化物的合成，并致力于實現(xiàn)該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，填補國內(nèi)外技術(shù)空白，從本質(zhì) 上解決化工領(lǐng)域氧化過程的安全隱患。

近日，清華大學化學系王定勝教授、李亞棟院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組在甲酸電氧化領(lǐng)域取得突破，相關(guān)工作以“負載在氮摻雜碳上的單原子Rh：一種甲酸氧化的電催化劑”（Single-atom Rh/N-doped carbon electrocatalyst for formic acid oxidation）為題在《自然·納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）發(fā)表。燃料電池是一種理想的能量來源，它可以以環(huán)境友好的方式將化學能轉(zhuǎn)換為電能。氫氧燃料電池作為航空飛船的主要燃料，在上世紀80年代就已經(jīng)得到了發(fā)展，近年來氫氧燃料電池在汽車上的應(yīng)用也有了突飛猛進的提高。然而氫氧燃料電池需要用體積大且危險的高壓氫氣作為其燃料，這限制了氫氧燃料電池的發(fā)展。而直接甲酸燃料電池(DFAFCs)由于其體積小，毒性小，nafion@膜的穿透率低等優(yōu)點，被認為是未來便攜式電子設(shè)備最有前途的電源之一。在之前的研究中，負載型納米級鈀和鉑通常被認為是DFAFCs的陽極反應(yīng)甲酸電氧化（FOR）中最有效的催化劑，并得到了深入的研究。然而，由于FOR催化劑質(zhì)量活性較低和一氧化碳抗毒性較差， DFAFCs陽極材料的發(fā)展達到了一個瓶頸，極大地阻礙了其應(yīng)用。SA-Rh/CN的合成路徑示意圖及其表征在本工作中，研究人員使用主-客體合成策略成功地合成負載原子分散Rh的氮摻雜碳催化劑(SA-Rh/CN)，發(fā)現(xiàn)盡管Rh納米顆粒對甲酸氧化活性很低，但是SA-Rh/CN卻具有極好的電催化性能。與最先進的催化劑Pd/C和Pt/C相比，SA-Rh/CN的質(zhì)量活性分別提高了28倍和67倍。有趣的是，在CO剝離實驗中，我們發(fā)現(xiàn)雖然納米級Rh催化劑對CO毒性十分敏感，但是SA-Rh/CN很難吸附CO并且可以在很低的電壓下氧化CO，這說明SA-Rh/CN對CO毒化幾乎免疫。經(jīng)過長期反應(yīng)的測試后，SA-Rh/CN中的Rh原子具有抗燒結(jié)的能力，并因此在30000s的CA測試或者20000圈ADT測試后活性幾乎沒有改變。在組裝電池的實驗中，SA-Rh/CN的質(zhì)量比能量密度在不同溫度下分別是商業(yè)鈀碳催化劑的8.8倍（30oC），14.8倍（60oC）和14.1倍（80oC）,這也說明了SA-Rh/CN在DFAFCs的應(yīng)用中具有很高的潛力。最后，研究者用密度泛函理論（DFT）計算了Rh單原子甲酸氧化的機理。研究者發(fā)現(xiàn)在SA-Rh/CN上，甲酸根路線更為有利。和Rh納米顆粒具有較低的CO吸附能壘不一樣，SA-Rh/CN上的Rh單原子吸附CO能壘較高，以及與CO的相對不利的結(jié)合，使SA-Rh/CN具有極高的CO抗毒性。這一發(fā)現(xiàn)將傳統(tǒng)的甲酸電氧化催化劑的質(zhì)量比活性提高了一個數(shù)量級，并且很好地解決了傳統(tǒng)納米催化劑的CO毒化問題。該發(fā)現(xiàn)有助于在燃料電池領(lǐng)域取得突破，并有望應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備上。本論文的通訊作者是王定勝教授、李亞棟院士，清華大學博士后熊禹是本文的第一作者。本研究受到國家自然科學基金委和科技部的經(jīng)費資助。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41565-020-0665-x

微弧氧化(Micro-arc oxidation，MAO)技術(shù)是通過電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合，在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時高溫高壓作用，原位生長出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層。 微弧氧化工藝克服了硬質(zhì)陽極氧化的缺陷，極大地提高了膜層的綜合性能。微弧氧化膜層與基體結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)致密，韌性高，具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等特性。該技術(shù)具有操作簡單和易于實現(xiàn)膜層功能調(diào)節(jié)的特點，而且工藝不復(fù)雜，無廢水廢氣排放，不造成環(huán)境污染，是一項全新的綠色環(huán)保型材料表面處