特刊详情 客座编辑 Matthew Eckelman，美国东北大学 Jukka Heinonen，冰岛大学 Seppo Junnila，芬兰阿尔托大学 主题范围 The built environment is responsible for a major share of the anthropogenic climate impact and of many other environmental aspects such as air pollution, material and energy use. Urbanization is among the most influential global scale societal changes, and depending on the way the built...
作为我们致力于确保审稿过程包容性和支持性的承诺之一，联合评审（Co-Review）旨在提高同行评审的公平性并增强对审稿人的认可。 发现联合评审的机会 无论您是缺乏同行评审经验的早期职业生涯研究人员，还是审稿经验丰富的导师，联合评审都会为您提供支持。 审稿人现在可以正式邀请一位同事与他们合作，这使早期职业生涯研究人员在获得实际审稿经验的同时还可以获得导师的指导，并认可他们的贡献。它还旨在为有经验的审稿人提供支持早期职业生涯研究人员的机会，同时帮助减轻审稿压力。 当收到审稿邀请时，研究人员现在可选择“与同事一起联合评审”（co-review with a colleague ），他们选择的同事将收到正式的审稿邀请。联合审稿人的工作将通过“Web of Science审稿人认证服务”（Web of Science Reviewer Recognition Service）获得官方认可。 您会与谁合作？观看下方视频，了解如何进行联合评审：
Materials Research Express (MRX）采用快速出版的模式，发表各类功能材料在设计、制造、性能和应用方面的最新研究。近日，我们采访了MRX期刊编委之一，来自瑞典林雪平大学的Ziyauddin Khan副教授，让我们一起来看看他对期刊以及领域发展的见解吧。 访谈详情 1. 您为什么选择从事相关的领域研究？ I chose to work in the field of batteries because they are at the heart of the global transition to clean energy. Batteries power everything from smartphones to electric vehicles, and they’re key to storing renewable energies like solar and wind to support grids as well. Improving...
特刊详情 客座编辑 Subhash Sharma 墨西哥国立自治大学 Dr. Subhash Sharma holds a Ph.D. and M.Tech. in Physics and Materials Science, with 15 years of extensive research experience in multifunctional materials. His expertise has also led him to collaborate with renowned international laboratories, focusing on advanced materials for energy and environmental applications. A prolific researcher, Dr. Sharma has...
本研究来自西安交通大学物理学院李蓬勃课题组。本文基于量子压缩技术，在具备温度敏感特性的二阶非线性微环光力系统中提出实现光学非互易传输的理论方案。研究结果表明，定向量子压缩不仅诱导了系统中的非互易效应，还可以指数级增强光力耦合强度，从而使得非互易性对温度变化表现出显著依赖性。该装置不仅可作为量子温敏二极管使用，还具备在超低温条件下实现高精度温度测量的潜力。 文章介绍 Optical nonreciprocity induced by quantum squeezing intemperature sensitive optomechanical systems Jun-Cong Zheng（郑俊聪）, Xiao-Wei Zheng（郑晓微）, Xin-Lei Hei（黑鑫磊）, Yi-Fan Qiao（乔一凡）, Xiao-Yu Yao（姚晓宇）, Xue-Feng Pan（潘雪峰）, Yu-Meng Ren（任雨萌）, Xiao-Wen Huo（霍晓文） and Peng-Bo Li（李蓬勃） 通讯作者： 李蓬勃，西安交通大学物理学院 研究背景： 光力系统是研究电磁辐射与纳米机械元件相互作用的重要平台，近年来发展迅速。根据辐射模态与机械自由度的不同，光力系统可分为悬挂微柱、悬挂膜片、光学微球谐振腔以及近场耦合的纳米机械振荡器等构型。其中，近场耦合结构常见于微环光力系统，依赖定向倏逝场耦合。在该类系统中，谐振腔内的顺时针与逆时针模态可通过诱导简并模劈裂实现光学非互易性。相比传统纯光学非互易器件，光力系统可将非互易效应与环境温度关联，在超低温测量中展现潜力。但目前耦合强度普遍较弱，限制了其精密测量能力，因此，增强非互易光力系统中的耦合强度，是本研究的核心问题。 研究内容： 图1：温敏光力系统中由量子压缩引起的光学非互易装置示意图。(a)探测场由端口1入射。(b)探测场由端口2入射。 如图1所示，所提理论装置由两个光学微环谐振腔和一个机械振子组成，三者之间实现两两耦合。在端口3引入双光子泵浦场和压缩真空场，定向的量子压缩效应诱导B腔内简并模发生劈裂，不仅增强了图1(a)中纯光学耦合的强度，也显著提升了图1(a)与图1(b)中的光力耦合强度。下文将进一步分析该光力系统中光学非互易性对温度变化的响应特性。 图2：模拟单光子透射率随失谐量的变化。(a)平均热声子数为0。(b)平均热声子数为10。 图3：模拟光子统计分布随失谐量的变化。(a)平均热声子数为0。(b)平均热声子数为10。 系统中单光子的非互易传输和关联光子的统计特性均受热噪声，即环境温度的影响。当平均热声子数为0时，在共振条件下，单光子非互易传输的隔离度分别达到-23dB和22.2dB[图2(a)]，关联光子表现出强聚束特性[图3(a)]；而当平均热声子数升高至10时，隔离度下降至-3.3dB和1.1dB[图2(b)]，同时统计特性转变为弱聚束[图3(b)]。数值模拟结果表明，增强的光力耦合提高了光子-声子之间的转换效率，系统的光学非互易性对环境温度变化表现出较强的敏感性。 作者介绍 李蓬勃 教授 西安交通大学 李蓬勃，西安交大物理学院教授，博士生导师，国家级青年人才。主要从事量子光学与量子信息中的基础物理问题理论研究。在物理科学领域代表性期刊Phys....
会议日期：2025年10月31日-11月2日 会议地点：广东省广州市广州白云国际会议中心 智能材料与结构系统可对外界刺激进行主动响应，具有自感知、自驱动、自修复和自供给等功能。智能材料与结构系统将引领航空航天、智能制造、生物医疗和机器人等领域发展的新方向，为智能社会提供物质基础和保障。 第二届中国智能材料与结构系统大会将于2025年10月31日至11月2日在广州白云国际会议中心举行，大会旨在为全国相关领域专家、学者提供交流平台，共话智能材料结构新发展、新机遇、新挑战。我们诚挚邀请智能材料领域的专家学者、科研人员、企业代表及相关从业者踊跃参会，共同推动智能材料技术的创新与发展。期待与您相聚广州，共襄盛举！ 组织单位 指导单位： 广州市荔湾区人民政府 广东院士联合会 京津冀国家技术创新中心 中国力学学会 中国航空学会 中国复合材料学会 中国复合材料工业协会 主办单位： 哈尔滨工业大学 中国航空学会变体飞行器分会 中国复合材料学会智能复合材料专业委员会 SAMPE中国大陆总会智能复合材料专业委员会 黑龙江省智能材料与结构系统学会 智能材料产业技术创新联盟 协办单位： 南方科技大学 中山大学 广东省磁电物性基础学科研究中心 International Journal of Smart and Nano Materials Smart Materials and Structures 承办单位： 哈尔滨工业大学国际应用力学中心 大会报告人 最佳学生论文奖、最佳壁报奖 为激励青年才俊投身创新研究，并表彰在智能材料与结构系统领域取得突出学术成果的学生学者，第二届中国智能材料与结构系统大会设立“最佳学生论文奖”及“最佳壁报奖”。组委会诚挚邀请优秀学生踊跃投稿参选，展示您的前沿研究成果。 奖项亮点 “最佳学生论文奖”：特设金、银、铜三个等级奖项，获奖者将获颁精美获奖证书，此为学术生涯的重要荣誉证明。 权威评审：奖项评审由本领域知名专家学者组成的委员会负责，确保评审过程严谨、公正。 聚焦青年创新：奖项旨在表彰学生研究者在研究原创性、学术价值、技术深度及成果表达能力等方面的卓越表现。 参选资格与规则 论文第一作者须为在读学生（博士研究生、硕士研究生或优秀本科生），且为主要研究贡献者。 参选者须在会议期间就参选成果进行口头报告（参选论文奖）或海报展示（参选壁报奖）。 参选论文/壁报的研究主题须属于智能材料与结构系统领域范畴。 投稿方式 参选“最佳学生论文奖”：通过大会官方投稿系统提交论文时，请务必选择投稿至【最佳学生论文奖分会场】。 参选“最佳壁报奖”：通过大会官方投稿系统提交论文时，请务必选择投稿至【最佳壁报奖分会场】。 评审与公布流程...
本期内容来自Environmental Research Letters (ERL)、Environmental Research: Water (ERW)、Environmental Research: Energy (EREN) 与Environmental Research: Food Systems (ERFS) 期刊，涵盖森林退化的热应激、小农决策偏差、加州雪量减少对水资源的影响、气候转型的社会评估模型，以及农业光伏对秋季作物产量的影响等热点话题。 >>您可以点击此处链接，订阅环境领域最新资讯。 精选文章 Thermal stress in degraded forests in the Brazilian Amazon Arc of Deforestation Savannah S Cooley, Michael Keller, Marcos Longo, Ovidiu Csillik, André P Dias, Vinicius Silgueiro, Raquel Carvalho, Doug Anderson, Micah Gilbreath, Paul Duffy, Marcos Adami, Kerry Cawse-Nicholson and...
本研究由清华大学吴宇恺课题组以及北京大学团队合作完成。本文针对离子阱系统中的双比特Mølmer-Sørensen(MS)门，提出了一种普适方案，用于抑制激光激光频率或能级偏移导致的对称或非对称误差。通过分析补偿算符的生成元，我们设计了一种新型的优化策略，通过构造补偿脉冲，消除哈密顿量中非对易误差项的主导贡献。 文章介绍 Robust Mølmer-Sørensen gate against symmetric and asymmetric errors Wenhao Zhang（张文昊）, Gaoxiang Tang（唐高翔）, Kecheng Liu（刘科成）, Xiao Yuan（袁骁）, Yangchao Shen（沈杨超）, Yukai Wu（吴宇恺） and Xiao-Ming Zhang（张笑鸣） 通讯作者： 沈杨超，北京大学 吴宇恺，清华大学 张笑鸣，华南师范大学/北京大学 研究背景： 离子阱量子系统是当前最具前景的量子计算平台之一，其量子门的保真度已在实验中演示了保真度达到量子纠错所需阈值的量子门。高精度双比特纠缠门是迈向容错量子计算的关键。作为最主流的双比特门方案之一，Mølmer-Sørensen(MS)门通过调制激光场来激发离子集体振动，并借助振动模式与内态耦合实现量子比特间的纠缠。然而，激光频率漂移或比特编码能级的扰动都会显著降低门保真度，尤其是其中一类重要的非对称误差，无法通过现有的错误缓解方法有效抑制。为此，本文在对不同类型误差进行系统建模的基础上，探索面向非对称误差的新型补偿机制，旨在提升MS门对该类误差的鲁棒性，从而进一步提高两比特门的整体保真度，为实现容错量子计算奠定基础。 研究内容： 目前主流的MS门方案中，通常使用红、蓝失谐激光激发边带跃迁，分别诱导声子数的降低和升高，并通过调制激光波形，使门操作后声子模式重新与离子内态解耦，同时降低操作对频率漂移的敏感度。已有研究表明，若激光波形在时间上保持对称性，则可抑制声子频率漂移产生的误差。然而，激光场或内态的频率漂移会使红蓝失谐激光的失谐量非对称变化，与前者误差性质截然不同。 我们的工作分为两部分。首先，我们证明，即便在非对称误差下，使用对称波形的设计依然能有效抑制声子的残余激发，但量子比特的内态会因非对称扰动发生不可忽略的演化，在哈密顿量中产生非对易项，而现有的错误缓解方案难以直接抑制此类误差。为此，我们提出了一种针对非对易误差项的补偿算法：GBC（generator-based compensation）协议。该方法分析理论错误修正算符关于生成元的近似展开，通过一系列含噪演化算符进行补偿，从而消除噪声的一阶影响。 GBC协议不仅适用于离子阱系统，也有望推广至其他量子平台中非对易误差项的错误缓解。其实现不依赖误差幅度的精确估计，无需复杂校准或后处理，仅借助含噪演化即可将噪声降低至平方阶，资源开销仅为常数倍。因此，我们期待这一协议为多种量子硬件和算法提供鲁棒性保障。 作者介绍 吴宇恺 助理教授 清华大学 吴宇恺，清华大学交叉信息研究院助理教授，博士生导师。2015年获清华大学物理学士学位，2019年获美国密歇根大学物理博士学位，2019-2021年在清华大学交叉信息研究院从事博士后研究，入选“博士后国际交流计划引进项目”和清华大学首批“水木学者”计划，2021年任助理教授。主要从事量子计算、量子信息方向的理论研究，发表SCI论文50余篇，Web of Science他引1000余次。 张笑鸣 副研究员 华南师范大学 张笑鸣，现华南师范大学副研究员，从事量子计算、量子控制方面的理论研究，当前的研究重点为量子线路优化，量子模拟，以及基于离子阱的鲁棒量子门构建。他于2021年在香港城市大学获得博士学位，2021-2024年在北京大学从事博士后研究，获博雅博士后项目资助。主持博士后科学基金特别资助（站中）、国自然青年科学基金等国家级项目。在Physical Review Letters, npj Quantum...
《物理世界》（Physics World）是世界领先的物理杂志，并以月刊的形式发送给英国物理学会（IOP）的所有成员。《物理世界》的每一期都涵盖了世界各地科学家都关注的时事新闻和关键问题，包括著名物理学家和科学作家的专题文章、综合新闻和分析，以及精辟的观点文章。 我们将不定期精选出其中的优秀文章，供大家阅读。希望您喜欢阅读本期文章！ 文章介绍 致敬埃米·诺特 中国科学院国家天文台 苟利军 编译自Isabel Rabey. Celebrating Emmy Noether. Physics World，2025，(6)：34 本文选自《物理》2025年第7期 李·菲利普斯(Lee Phillips)在他的首部著作《爱因斯坦的启迪者：埃米·诺特与现代物理的诞生》(Einstein’s Tutor : the Story of Emmy Noether and the Invention of Modern Physics )中，颂扬了德国数学家埃米·诺特(Emmy Noether，1882—1935)的生平与贡献。尽管作为一名犹太裔数学家，诺特的一生充满了种种障碍、不公和歧视，但她却彻底变革了数学领域，并发现了被誉为“整个物理学中最为深刻的成果”。菲利普斯的这本书以“诺特定理”为核心展开叙述，这一定理本身也诞生于现代理论物理发展史中极具魅力的重要时代。 1900年左右的数学天才埃米·诺特 诺特成长的时代，女性的权利十分有限。她无法以正式学生的身份注册入学，只能在父亲的支持下在巴伐利亚的埃尔朗根大学旁听课程，她的父亲正是该校的一名数学教授。当时，年轻的诺特是全校986名学生中仅有的两名女性旁听生之一。就在两年前，该校教师还曾宣称男女同校将会“扰乱学术秩序”。尽管面对如此强大的保守势力，她仍于1903年顺利毕业。 诺特继续追求高级数学知识，前往被誉为“世界数学中心”的哥廷根大学。在那里，她得以聆听那个时代最杰出的数学家们的课程，其中包括施瓦西、闵可夫斯基、布卢门塔尔、克莱因和希尔伯特。就在她求学期间，法律终于发生变化：女性终于被允许以正式学生的身份注册入学。1904年，诺特回到埃尔朗根大学，在保罗·戈尔丹(Paul Gordan)的指导下完成了她的博士论文答辩。当时她是该校唯一一名注册入学的女学生，其他46名学生全为男性。 打破“男性俱乐部”的壁垒 尽管诺特的能力远超一般标准，她在1907年获得博士学位后，却仍无法获得大学的正式职位。她只能无薪工作近十年，代替她的父亲教授课程，并指导他名下的博士生。截至1915年，诺特是全欧洲唯一一位拥有数学博士学位的女性。她努力工作，以求在对称性与不变量理论领域获得认可。最终，她接受了克莱因和希尔伯特的邀请，前往哥廷根与他们一起工作。在那里，他们三人与爱因斯坦会面，讨论他当时最新的研究内容——广义相对论。 在这本书中，菲利普斯生动地描绘了诺特在哥廷根的生活，以及她与克莱因、希尔伯特和爱因斯坦等科学巨擘共事的岁月。这些人物在书中占据了重要位置，使得故事情节更加丰富和生动。事实上，本书前三章的大部分内容刻画的都是这些男性科学家，为诺特的到来铺陈背景。菲利普斯的描述让人不难想象，这些才华横溢而略显怪癖的人物如何共同推进数学和理论物理学的前沿探索。正是在这里，当诺特协助爱因斯坦发展广义相对论时，她发现了一个深刻的结果：宇宙中的每一种对称性，都对应着一个守恒定律。 菲利普斯在书中不断强调，如果没有诺特，爱因斯坦永远无法真正深入理解广义相对论的核心内涵。爱因斯坦本人曾表达过对诺特数学能力的赞叹，他惊讶于自己的方程在诺特手中所呈现出的优雅与普适性——他说：“我从未想过事情可以用如此优雅和普适的方式表达。”菲利普斯认为，爱因斯坦不应被视为广义相对论唯一的创立者。事实上，格罗斯曼、克莱因、贝索、希尔伯特，尤其是诺特的贡献，长期以来都被严重低估，这正是菲利普斯希望通过本书加以纠正的错误认知。 贯穿全书的一个核心主题，是强调诺特所获得的来自同时代男性科学家的支持与协助的重要性。在哥廷根时，为了争取让诺特获得大学任教资格(即教授资格)，曾爆发过激烈的争论。尽管有许多人支持她，但多数人将她视为一个“特例”，认为一般而言，女性并不适合担任大学教授。相反，希尔伯特认为性别无关紧要(他那句著名的话“这里又不是澡堂”，广为流传)，强调科学需要最杰出的人才，而诺特恰好就是其中之一。爱因斯坦也站在维护男女平等权利的角度，为她争取权益。 终于，在1919年，诺特作为特例获得了教授资格，并于1922年被提升为教授。然而，她的工作仍旧是无薪的。实际上，她的晋升还附带了特别条款，明确表示诺特“不被允许对任何男性雇员行使任何形式的权威”。不过，希尔伯特最终还是成功为她争取到了一份来自校方的小额薪资合同。1933年，诺特是纳粹政权上台后首批被解职的犹太学者之一，她的朋友们再次挺身而出。德国数学家Helmut Hasse联合其他14位同事写信呼吁当局重视诺特的学术价值，请求允许她继续向一小批高年级学生授课，但政府拒绝了这一请求。 诺特的遗产 当诺特不得不离开德国时，许多同事为支持她移民而撰写了推荐信，其中一封信写道：“她是当今世界最杰出的十到十二位数学家之一。”然而，她并未被安排进入某所著名的大学或研究机构(例如外尔与爱因斯坦均受邀进入普林斯顿高等研究院，这所机构当时被称为“男性的大学”)；相反，人们推荐她前往位于美国宾夕法尼亚州的布林莫尔学院，这是一所女子学院。推荐信中称，她在那里任职“不会与任何人竞争……这位最杰出的女性数学家，正好与最杰出的女子大学相配”。菲利普斯在书中清晰地表达了自己对这种措辞的反感。然而，各种资料显示，诺特在布林莫尔学院的生活很愉快，并一直在那里工作，直到1935年意外辞世，年仅53岁。 菲利普斯本人拥有理论物理博士学位，并且多年游走于学术界与工业界。他的专业背景也在写作中有所体现，书中偶尔会出现一些不太常见的鲜明印记。虽然整体风格轻松随意、如同闲聊，但也不时夹杂着带有明显学术色彩的措辞(例如：“在本章中，我将解释……”)，这种表述方式出现在一本面向大众的科普读物中，显得略微不合时宜。此外，他也倾向于不断重复地、过于热情地赞美诺特。书评人更偏爱“展示而非讲述”的叙述方法，因为诺特的才华本就足以令人信服，完全可以让读者自行得出结论。 菲利普斯在本书中做出了一个大胆的决定——将对称性和守恒定律等复杂的数学概念以科普的形式介绍给大众读者，这本身就是颇具挑战性的。他竭力描述与诺特定理相关的关键数学和物理概念，但书中的某些内容确实需要读者具备一定大学物理与数学的基础知识才能完全理解。此外，这本书还附带了长达40页的附录，包含大量额外的物理内容，一些评论者认为这些内容实属多余。 《爱因斯坦的启迪者》一书确实成功实现了它的首要目标：让读者熟悉埃米·诺特，以及她在数学与物理领域工作的重要意义。书中的最后一章探讨了诺特的学术遗产，快速而生动地介绍了粒子物理学、天体物理学、量子计算机、经济学甚至XKCD漫画(译者注：XKCD是一部以科学与技术为主题的知名网络漫画，风格幽默，广受科技和学术圈喜爱)等诸多领域的最新进展，展现了诺特定理非凡广泛的影响力。菲利普斯希望通过此书让诺特进入大众视野，这本书正是朝着这个方向迈出的一小步。正如宇宙学家兼作家Katie Mack所言：“诺特定理之于理论物理，正如自然选择之于生物学一样重要。”
International Journal of Extreme Manufacturing (IJEM)期刊致力于发表极端功能器件与系统背后的科学与技术领域的高质量研究文章与综述，为该领域的前沿成果提供理想发布平台。 2024年期刊影响因子上升至21.3，使IJEM成为工程与制造研究领域排名领先的期刊。所有文章均经过IOP出版社严格的同行评审流程，确保您获取的是值得信赖、影响深远的科研成果。 更重要的是，作为一本开放获取期刊，IJEM期刊所有文章均可免费阅读——无需订阅，无需付费。 为什么选择在IJEM期刊发表您的研究文章？ 扩大研究影响力：您的文章不仅将实现开放获取，还可能通过IOP出版社的转换协议免除发表费用，提升研究的可见度与传播力。 产生学术影响：21.3的影响因子使IJEM位列JCR Q1区，您的研究将与该领域最优秀的成果共同发表，增强引用与认可。 获得广泛认可：我们致力于为作者提供快速、专业的出版服务，确保在最短时间内完成初审、接收与发表。文章接收后最快24小时即可上线，供全球读者阅读、分享与引用。 与优质研究并肩：借助IOP出版社权威、公正且具有建设性的同行评审流程，您的研究将展示在该领域最优质的学术成果之中。 >>欢迎您点击此处链接，查看IJEM期刊2024年亮点文章合集。 精选文章 Two-photon polymerization-based 4D printing and its applications Bingcong Jian et al 2024 Int. J. Extrem. Manuf. 6 012001 Additively manufactured Ti–Ta–Cu alloys for the next-generation load-bearing implants Amit Bandyopadhyay et al 2024 Int. J. Extrem. Manuf. 6 015503 Review on laser directed energy deposited aluminum...
本篇研究来自郑州大学化工学院、南开大学材料科学与工程学院周震课题组。本研究利用密度泛函理论计算揭示了Sn插层WS2层状材料的摩擦调控机制。Sn插层使层间距增至5.46Å，增强静电斥力并抑制动态电荷波动，从而显著降低滑动能垒，性能优于MoS2和石墨烯等二维材料。作者提出总电荷密度差异演化指标，以定量关联能垒变化，并通过实验验证层间失配结构。研究结果为二维材料的超低摩擦润滑设计及工业节能应用提供了重要理论指导。 文章介绍 Electronic mechanism behind the influence of intercalated heteroatom Sn on the slip energy barrierin layered WS2 Dulin Huang（黄笃林）, Gonglei Shao（邵功磊）, Xu Zhang（张旭） and Zhen Zhou（周震） 通讯作者： 周震，郑州大学化工学院、南开大学材料科学与工程学院 研究背景： 摩擦是日常生活和工业生产中不可避免的现象，其造成的能源损耗约占全球总消耗的20%，带来巨大的资源浪费和经济损失。二维层状材料(如石墨烯、MoS2和WS2等)因其弱层间范德华相互作用和优异的润滑性能，成为摩擦学领域的研究热点。然而，现有材料仍存在局限性：石墨烯在潮湿环境中易氧化，MoS2需复杂的界面工程才能实现超润滑性，成本高昂。相比之下，WS2具有更高的化学稳定性和宽温适应性(−200°C至600°C)，但其摩擦性能优化机制尚未完全明确。此外，杂原子(如Sn)插层对层状材料的滑动机制研究较少，现有理论指标(如局部电荷密度差异)难以全面解释动态滑动过程中的能垒变化，亟需新的定量分析工具，以深入揭示其摩擦调控机制。 研究内容： 本研究聚焦于二维层状材料WS2的摩擦调控机制，重点探讨异质原子Sn插层对层间滑动能垒的电子作用。针对传统二维润滑材料(如石墨烯和MoS2)存在的氧化敏感性、复杂界面工程需求及插层机制不明确等问题，研究结合理论计算与实验分析，系统揭示了Sn插层对WS2层间摩擦性能的影响，旨在阐明其超低摩擦的物理本质，并为新型润滑材料的设计提供理论指导。 通过理论计算，研究确定了层间滑动能垒、摩擦力和剪切强度，并绘制滑动势能曲线。同时，提出新型指标“总电荷密度差异演化”(Δρ2)，通过积分动态滑动过程中总电荷密度的变化，定量关联能量耗散与电荷行为，深入分析Sn插层对层间静电斥力及电荷波动的影响。实验方面，利用环形暗场扫描透射电子显微镜(ADF-STEM)观测Sn插层WS2的层间错位结构，验证理论预测的结构失配效应。通过STEM强度线剖面分析，确认插层后W原子间距增大及层间滑移距离，与计算结果一致。 研究结果建立了Sn插层WS2的电子摩擦调控模型，阐明电荷动态行为与能量耗散的定量关系，为二维材料摩擦学提供理论框架。Δρ2指标的提出拓展了摩擦机制的量化分析工具，适用于其他插层体系及异质界面的摩擦性能预测。该研究结合多尺度理论与实验，解决了异质原子插层润滑机制的关键难题，为二维材料在先进润滑领域的应用奠定了重要基础。 作者介绍 周震 教授 郑州大学、南开大学 周震，郑州大学化工学院院长、长江学者、享受国务院政府特殊津贴专家。主持国家重点研发计划项目课题和国家自然科学基金重点项目等研究，通过高通量计算、实验与机器学习相结合设计可再生能源存储与转化材料与系统。在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem.和Adv. Mater.等期刊上发表论文350余篇，被引48000余次，h-index为125。2014-2023年连续11年入围“爱思唯尔”中国高被引学者榜。2018-2024年连续七年入选“科睿唯安”全球高被引科学家。2020年入选英国皇家化学会会士(FRSC)。现为Journal of Materials Chemistry A和Green Energy & Environment等期刊副主编、Journal of...
特刊详情 客座编辑 Carly D Ziter，加拿大康考迪亚大学 Rachel Buxton，加拿大卡尔顿大学 主题范围 With the majority of the world’s people now living in urban areas, and humanity facing joint biodiversity and climate crises, urban ecology has gained rapid attention as a necessary part of the solution to these issues. Central to this challenge is the protection and management of...
