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World File Search System分子尺度
MAMBO：用于多尺度材料和应用的轻量级本体
摘要：计算和实验工具的进步最近导致了新型先进功能材料开发的重大进展，与此同时，材料数据和信息总量也迅速增长。然而，要有效发挥先进数据密集型方法的潜力，需要在材料研究和开发背景下系统而有效地组织知识。语义技术可以支持知识的结构化和形式化组织，为数据的集成和互操作性提供平台。在本文中，我们介绍了材料和分子基础本体 (MAMBO)，旨在组织分子材料和相关系统（纳米材料、超分子系统、分子聚集体等）计算和实验工作流领域的知识。MAMBO 结合了相邻领域材料科学本体的最新努力，旨在填补当前最先进的材料开发和设计知识建模方法的空白，针对分子尺度和更高尺度领域的交叉领域。 MAMBO 专注于操作流程、轻量级和模块化，能够扩展到更广泛的知识领域，并集成与计算和实验工具相关的方法和工作流程。MAMBO 有望推动数据驱动技术在分子材料中的应用，包括用于材料设计和发现的预测机器学习框架和自动化平台。
量子技术中的量子最优控制。欧洲研究现状、愿景和目标战略报告
1 引言 量子最优控制理论 (QOCT) 是指一套设计和实现外部电磁场形状的方法，这些电磁场以最佳方式操纵原子或分子尺度上的量子动力学过程 [246]。它建立在更通用的控制理论的基础上，控制理论是在应用数学、工程学和物理学交叉领域发展起来的，涉及操纵动态过程以实现特定任务。主要目标是使所研究的动态系统以最优方式运行并达到其物理极限，同时满足现有设备施加的约束。量子过程也不例外，但控制理论的某些方面必须进行调整，以考虑到量子世界的特殊性。过去几年中，QOCT 已成为新兴量子技术不可或缺的一部分 [6]，证明了控制将科学知识转化为技术 [246]：如果叠加原理是量子力学的核心特征，那么量子控制就是叠加原理在起作用。量子技术需要相对隔离良好、特性良好的量子系统。与化学反应动力学等使用 QOCT 的其他领域相比，这一特性使其成为 QOCT 的理想试验台。另一方面，QOCT 已经成熟到如今已可在实验中使用。QOCT 的下一个挑战是成为一种
德米特里·贝德罗夫 2021 年 3 月 3 日
固体聚合物电解质 (SPE) 有可能使锂离子和锂金属电池实现高能量密度、先进的制造能力和增强的安全性。然而，缺乏足够的分子尺度的锂离子传输机制见解和对关键相关性的可靠理解，往往会限制新材料的修改和设计范围。此外，对聚合物化学结构细微变化的敏感性（例如，选择特定的键或化学基团）通常被忽视为潜在的设计参数。在本次演讲中，我们将使用三个示例来展示原子分子动力学 (MD) 模拟如何补充实验研究并揭示聚合物结构变化与 Li+ 传输能力之间重要的分子尺度相关性。对于传统的 SPE，我们证明通过调整聚合物链的化学结构，可以实现从 Li+ 和聚合物链段运动状态之间的强耦合到解耦状态的转变。在单离子导电聚合物凝胶中，我们表明聚合物主链的微小修改显着增强了 Li+ 传输。最后，我们展示了 MD 模拟如何指导由聚轮烷超分子自组装组成的新型 SPE 的设计，其中编织线性链和环状分子的形态允许将 SPE 中的机械和传输特性解耦。
化学沉淀法制备Fe掺杂氧化锰纳米粒子及表征
纳米技术是科学、工程和技术的一个分支，涉及原子或分子尺度上小于 100 纳米物质的尺寸和公差。纳米粒子由于其独特的尺寸依赖性而具有广泛的应用（Lu 等人，2012 年）。磁性纳米粒子因其广泛的应用而备受关注，例如蛋白质和酶的固定、生物分离、免疫测定、药物输送和生物传感器。纳米粒子由于尺寸小而具有较高的表面积与体积比，这赋予了纳米粒子非常独特的特性（Sagadevan 等人，2015 年）。纳米粒子独特的化学和物理性质使其非常适合设计新的和改进的传感设备；尤其是电化学传感器和生物传感器（Wang 等人，2016 年）。纳米粒子的重要功能包括固定生物分子、催化电化学反应、增强电极表面与蛋白质之间的电子转移、标记生物分子甚至作为反应物 (Luo et al. 2006))。一般来说，金属氧化物纳米粒子是无机的。Fe、Ni、Co、Mn 和 Zn 等各种纳米粒子是广泛接受的磁性材料，可用于磁传感器、记录设备、电信、磁性流体和微波吸收器等广泛应用 (Zhu et al. 2014；Poonguzhali et al. 2015)。在各种金属氧化物纳米粒子中，二氧化锰是一种重要的 P 型过渡金属氧化物
量子计算的纳米电子学新兴趋势
纳米电子学是电子学的一个分支，涉及原子或分子尺度上的物质操纵，是近几十年来技术进步的基石。随着微型化、性能提高和能效的不断提升，纳米电子学为从量子计算到可穿戴设备等各个领域的变革性应用铺平了道路。在本文中，我们将探讨纳米电子学的一些新兴趋势及其对未来技术的影响。量子计算代表了计算领域的范式转变，利用量子力学原理执行传统计算机无法处理的计算。量子计算的核心是量子比特，它们可以同时存在于多个状态，实现指数并行，并可能比传统计算机更快地解决复杂问题。在纳米电子学中，量子比特的发展在很大程度上依赖于对单个量子系统（如电子或光子）的精确控制和操纵。人们正在探索各种方法，包括超导电路、捕获离子和基于半导体的量子比特。半导体量子计算的一个有前途的方向是使用硅基量子比特。硅是传统电子学中一种成熟的材料，具有多种优势，包括与现有制造工艺的兼容性和潜在的可扩展性。研究人员正在研究自旋量子比特等技术，这些技术利用硅中电子的固有自旋来实现可靠且可扩展的量子处理器 [1]。
复合材料
纳米技术定义 纳米技术是在原子、分子或超分子尺度上对材料进行操纵，尺寸范围为 1nm - 100nm，至少在其形状的一个维度上进行操纵。纳米化学是研究 1nm - 100nm 尺寸范围内材料中原子或分子的相互作用。 溶胶凝胶工艺 溶胶凝胶工艺是一种化学溶液沉积技术，可以描述为通过液体中分子前体的水解和缩聚反应形成氧化物网络。在此过程中，化合物溶解在液体中，以便以受控方式将其恢复为固体。溶胶是胶体颗粒或聚合物在溶剂中的稳定分散体。凝胶由三维连续网络组成，它包围着液相。在胶体凝胶中，网络由胶体颗粒聚集而成。溶胶凝胶化学基于烷基金属氧化物 M(OR) z 如 Si(OEt) 4 的水解和缩合，可描述如下 MOR + H 2 O MOH + ROH（水解） MOH + ROM MOM + ROH（缩合）溶胶凝胶过程可通过一系列不同的步骤来表征步骤 1：形成醇盐金属前体（溶胶）的不同稳定溶液步骤 2：由于缩聚形成金属氧化物或金属氢氧化物桥接网络而导致的凝胶化，这会增加溶液的粘度步骤 3：凝胶的老化，在此过程中缩聚反应持续直至凝胶转变为固体。步骤 4：干燥凝胶，将水和其他挥发性液体从凝胶网络中除去（干凝胶）步骤 5：脱水，通过在高达 800 o C 的温度下煅烧整块材料来实现（气凝胶）步骤 6：在高温下使凝胶致密化和分解，即 >800 o C。（凝胶膜）优点低温、廉价技术。避免共沉淀，可提取和生长前体混合物局限性控制颗粒的生长，生产速度非常慢。
热波动（最终）展开纳米级折纸
折纸是变形机器人技术，可部署结构的规模不变范式（例如卫星，救灾避难所，医疗支架）和具有可调的热，机械或电磁特性的超材料。使用折纸原理以及2D材料或DNA都引起了人们的兴趣，以设计各种纳米级设备。在这项工作中，我们认识到小规模设备容易受到熵热波动的影响，因此是小规模折纸与其稳定性有关的基本问题，即折纸结构由于热波动而倾向于“展开”和随之而来的展开速度。要正确理解这些基于折纸的纳米版的行为，我们必须同时考虑折纸的几何力学以及热波动，熵排斥力，范德华的吸引力和其他分子尺度现象之间的相互作用。在这项工作中，为了阐明在纳米级折纸设备演变的富裕行为，我们开发了折叠纳米级床单的最小统计力学模型。我们使用该模型来研究（1）纳米级折纸结构的热力学多稳定性以及（2）热波动推动其展开的速率，即其时间稳定性。我们首次识别出一种熵扭矩，这是展开过程的关键驱动力。对于多层石墨烯）和温度，在该温度下不能稳定折叠。热力学多稳定性和时间稳定性都对折纸的弯曲刚度，其折痕的曲率，环境温度，其厚度和界面能量（折叠层之间）都有非平凡的依赖性。具体来说，对于石墨烯，我们表明存在一个临界侧长，在此不再以稳定性折叠；同样，存在临界直径，膜厚度（例如为了研究热驱动的展开速率，我们将Kramers的逃生速率理论扩展到了能量的最小孔出现在边界处的情况。展开的速率被发现从有效零到瞬时，并且在展开速率上温度，几何形状和机械性能之间存在明显的相互作用。
分子动力学研究
摘要：具有各向异性热传导特性的材料，由分子尺度结构确定，提供了一种控制纳米级空间中热流的方法。因此，在这里，我们考虑逐层（LBL）膜，它们是多层聚电解质多层的静电组装，预计将在跨平面和平面内方向之间具有不同的热传导特性。我们构建了由带电的固体壁夹住的聚丙烯酸）/聚乙基亚胺（PAA/PEI）LBL膜的模型，并使用分子动力学模拟研究了其各向异性热传导。在跨平面方向上，固体壁和LBL膜之间的热边界电阻以及组成型PAA和PEI层之间的热边界电阻随着电离程度的增加（固体表面电荷密度和每个PAA/PEI分子的电荷数）减小。当电离程度较低时，组成层的跨平面导热率高于块状状态。随着电离程度的增加，线性聚合物PAA的跨平面导热率会降低，因为面式内部的聚合物链的数量增加。在平面内方向上，我们研究了每层的热传导，并发现由于面内链对准，再次发现有效的内部直导导热率。■简介高级热管理是工业领域中常见且不可避免的挑战。1与成分聚合物的散装状态相比，LBL膜中的热传导是三维增强的，因为跨平面方向的静电相互作用和平面方向上的分子比对。热界面材料（TIM）通常插入两个组件（例如热源和水槽）之间，从而有效的热传递从一种到另一个，即减少热电阻。随着高性能设备（例如功率模块）的热产生密度的增加，需要进一步改善TIM。通常，各种类型的热油脂，弹性体，凝胶或相变材料用于TIMS，由聚合物组成，由聚合物组成，具有高热传导性，例如金属，陶瓷和碳材料等偶尔会添加。
手性诱导的复合材料中的自旋选择性
视频：磁性是巨大的基本和技术重要性领域。在原子水平上，磁性起源于电子“自旋”。纳米融合（或基于纳米级的自旋电子学）的领域旨在控制纳米级系统中的旋转，这在过去几十年中导致了数据存储和磁场传感技术的天文学改善，并获得了2007年诺贝尔物理学奖的认可。纳米级固态器件中的旋转也可以充当新兴量子技术的量子位或量子位，例如量子计算和量子传感。由于磁性与旋转之间的基本联系，铁磁体在许多固态自旋装置中起着关键作用。这是因为在费米水平上，状态的电子密度是自旋偏振的，这允许铁磁体充当自旋的电气喷射器和检测器。铁磁体在费米水平的低自旋极化，流浪磁场，串扰和纳米级的热不稳定性方面存在局限性。因此，需要新的物理学和新材料，以将自旋和量子设备技术推向真正的原子极限。出现的新现象，例如手性诱导的自旋选择性或CISS，其中观察到载体自旋与中性的有趣相关性，因此可以在纳米杂交中发挥作用。这种效果可以允许分子尺度，手性控制自旋注射和检测，而无需任何铁磁铁，从而为装置旋转的基本方向打开了一个新的方向。■密钥参考CISS在此重点的账户中发现了在手性分离，识别，检测和不对称催化等不同领域的无数应用，但由于其对未来旋转基因技术的巨大潜力，我们专门回顾了这种影响的旋转器械结果。第一代基于CISS的自旋装置主要使用手性生物有机分子。但是，也已经确定了这些材料的许多实际局限性。因此，我们的讨论围绕着手性复合材料的家族，由于它们能够在单个平台上吸收各种理想的材料特性，因此可以成为CISS的理想平台。在过去的几十年中，有机化学界对这类材料进行了广泛的研究，我们讨论了已确定的各种手性转移机制，这些机制在CISS中起着核心作用。接下来，我们将讨论对其中一些手性复合材料进行的CISS设备研究。重点是给手性有机碳同素同素复合材料的家族，在过去的几年中，该帐户的作者对此进行了广泛的研究。有趣的是，由于存在多种材料，杂交手性系统的CISS信号有时与纯手性系统中观察到的信号不同。鉴于手性复合材料的巨大多样性，到目前为止，CISS设备研究仅限于几种品种，预计该帐户将增加对手性复合材料家族的关注，并激励对其CISS应用的进一步研究。
聚苯胺...nano/mikromotorlar ve biyomedikaluygulamaları
可以将能量转化为运动和力的合成纳米/微尺度发动机的开发是纳米技术的最迷人的问题之一。中制作纳米尺度引擎一直是该领域许多研究人员的梦想。获得诺贝尔物理学奖的理查德·费曼（Richard Feynman）在1959年在1959年向美国物理学界的“下面有很多地方”的演讲中首先介绍了分子尺度机械纳米纳米纳奖[1]。小型机器的想法已成为科幻小说的重要组成部分，从1966年的电影《幻想之旅》开始。在这部电影中，一名医务人员通过骑着潜艇到微观的维度并进入血液以挽救受伤的外交官的生命，进行了一次有趣的旅程。纳米镜和宏观尺度运动是生命所必需的。例如，动物逃避危险；蛋白质纳米运动员沿着细胞内的微纤维痕迹携带货物。如此小的生物机构表现出非凡的迁移率，并具有先进的方向运动和速度法规。肌苷和驱动蛋白等生物晶烯素，通过转化为运动能量（例如细胞内传递和材料转运，例如重要的生物学活性的运输），从化学能的三磷酸盐腺体植物[2,3]。对生物纳米运动的复杂研究激发了科学家设计具有先进功能和能力的人工纳米 /微型机器，并克服了将受自然启发的游泳机制转化为人类游泳者的困难。受这些高效的生物分子发动机的启发，JP Sauvage，JF Stoddart爵士，BL Feringa分子或分子分子成分与其他方式相比，基于作用和功能的原理，以各种纳米纳米，电梯，穿梭者，穿梭，旋翼，Catalizers，Catalizers，Catalizers，例如molacchanics，例如摩尔氏菌[4-6-6-6-6-6-6-6- 6-6-6-6-6-6）。研究人员已针对自然，尤其是微生物来激发灵感，并导致了模仿这些天然游泳者的人工纳米 /微型游泳者的出现，即分子生物运动[7]。纳米/微型尺寸合成纳米/微型机器转化了从外部运动和力的能量[8]。2004年发行了分子水平发动机后的第一个合成纳米运动。棒状颗粒由铂（PT）和金（AU）段组成，直径为370 nm，长1 µm，如图1所示，在PT端催化氧的形成，在过氧化水溶液水溶液溶液中独立移动[9]。在存在化学燃料的情况下，在纳米运动阳极中用作燃料的过氧化氢的电催化破坏会自动移动，发生并形成氧气气泡，并由于金磁极的还原反应而释放水。氧气和水通过形成小电流而释放出来，从而提供了纳米运动自发运动的自发运动。