arXiv:机器学习挖出38种被遗忘MXene,文献数据挖掘加速二维材料发现
8月17日提交arXiv的研究以机器学习辅助数据库挖掘结合实验,在历史文献中识别出38种已被合成但从未被认作MXene的层状化合物,构成一座宝库,并开发快速直接合成路线验证新候选。该工作把文献挖掘+定向合成闭环引入二维材料发现,有望显著扩展MXene在储能、电催化与屏蔽领域的材料库。
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8月17日提交arXiv的研究以机器学习辅助数据库挖掘结合实验,在历史文献中识别出38种已被合成但从未被认作MXene的层状化合物,构成一座宝库,并开发快速直接合成路线验证新候选。该工作把文献挖掘+定向合成闭环引入二维材料发现,有望显著扩展MXene在储能、电催化与屏蔽领域的材料库。
一项发表在arXiv的分子动力学模拟研究揭示了Janus MXene纳米卷的自发形成机制,发现可通过控制表面终止基团调控卷曲几何参数,并利用纳米卷封装粒子实现可调层间距,为MXene基储能电极设计提供理论指导。
研究人员通过第一性原理计算发现二维硼化铜Cu8B14单层材料理论比容量达430mAh/g,锂离子扩散势垒仅0.32eV,开路电压0.53V处于最优负极区间,线缺陷进一步将扩散势垒降至0.21eV,是高性能电池负极的有力候选。
巴西研究人员通过密度泛函理论计算系统研究了13种金属插层双苯撑双层膜的ORR/OER催化性能,发现含Ru、Os、Pt的系统展现出与商用催化剂竞争的过电位,为无铂族金属电催化剂设计提供新方向。
北卡州立大学材料科学与工程助理教授Ruijuan Xu团队在Nature发表研究,首次实现大面积氧化物晶体薄膜的精确扭转角度控制,突破了扭转电子学(twistronics)此前仅限于弱范德华力二维材料的局限。该成果为设计新型电子器件和功能材料提供了全新路径。
研究团队首次将稀土元素引入MXene二维材料家族,合成出兼具半导体和磁性的全新材料体系(Nature 2026),为下一代节能电子器件和自旋电子学开辟了全新材料平台。传统MXene合成依赖MAX相前驱体刻蚀,而稀土元素无法进入MAX相结构,研究团队开发了全新的自下而上合成路径突破这一瓶颈。
研究人员结合第一性原理光学计算与表格基础模型回归,预测Mo-W-S-Se-Te二维过渡金属硫族化物合金的介电函数,仅用四元合金训练即在留出组合上R2>0.98,并可零样本泛化到二元/三元/五元体系。
一项由中外合作团队发表的研究表明,通过光驱动二维离子铁电单分子层TiGeSe3中的铁性序翻转,可将氢吸附自由能在0.33~1.11 eV范围内连续调控,实现从近热中性到自发脱附的快速可逆切换,皮秒级载流子复合可恢复初始铁性序,为储氢和催化提供了一种全新的光学可寻址热力学调控方案。
发表在arXiv上的最新研究显示,将离子液体[EMIM][TFSI]限制在埃米级二维狭缝通道中,可实现高达26.7 S/m的电导率,为体相值的30倍以上。最优通道高度为1.02 nm,此时离子对和离子团簇的解离产生大量自由离子,显著提升电导率。引入乙腈共溶剂后电导率进一步跃升至约145 S/m。该成果为下一代电池、超级电容器等电化学储能器件的界面工程提供了新策略。
研究人员基于第一性原理密度泛函理论计算发现,二维CrSi2N4单层材料在+5%双轴拉伸应变下,析氢反应氢吸附自由能从1.05 eV降至0.46 eV,同时该材料还展现出优异的热电性能(3.5 mW/mK2功率因子)和光电特性。
德国研究团队利用硼烷单一前驱体,通过两步超高真空化学气相沉积法,在Ir(111)基底上成功合成硼烯与六方氮化硼的垂直异质结构,晶粒达微米级,为二维材料规模化制备提供新路径。
研究人员改进了水平通量传输晶体生长技术,使拓扑半金属WTe2的晶格缺陷降低一个数量级。低温下获得的晶体表现出金属中迄今最大的磁阻效应,剥离单层首次在静电掺杂金属态中观测到量子振荡。单层器件还展现出栅压调控的超导穹顶,临界温度接近1.8 K,显著高于此前报道。