摘要：科学正在进入一个新时代——第五范式——它被认为是知识整合到不同领域的主要特征,是基于无所不在的机器学习系统的计算社区中智能驱动的工作。在此,我们通过在天河一号超级计算机系统上构建的催化材料专门设计的典型平台案例,生动地阐明了第五范式的本质,旨在促进第五范式在其他领域的培养。第五范式平台主要包括模型自动构建(原始数据提取)、指纹自动构建(神经网络特征选择)以及跨学科知识串联的重复迭代(“火山图”)。与分解一起进行的是对迭代中实现的体系结构的性能评估。通过讨论,第五范式的智能驱动平台可以极大地简化和改进研究中极其繁琐和具有挑战性的工作,并通过补偿机器学习中缺少样本和替代一些由于计算资源不足而导致的数值计算来实现数值计算与机器学习之间的相互反馈,从而加速探索过程。在数据驱动的学科中,跨学科专家的协同作用和对动态数据需求的急剧增长仍然是一个挑战。我们相信,对第五范式平台的一瞥可以为其在其他领域的应用铺平道路。

摘要：具有原子层厚度的过渡金属硫族化合物(TMDs)的光电性质深受缺陷数量(DPs)的影响.在本工作中,我们通过多种制备方法得到了具有不同缺陷数量的单层WS,并进一步揭示了他们之间不同的激子-激子相互作用.稳态荧光(PL)实验观察到在低的激发功率下,具有最少缺陷密度的单层展示出了最高的荧光强度,但在高的激发功率下却被具有更多缺陷的单层所追赶并大幅超越.激发功率依赖实验表明这些单层展现出了不相同的荧光饱和行为,其饱和阈值功率差异甚至高达四个数量级.结合原位荧光成像以及时间分辨荧光实验,我们将这些单层中的荧光演化差异归因于不同的缺陷数量.而这些缺陷数量的差异大大地影响着激子扩散行为并随之带来不同的非辐射激子-激子湮灭.通过谷偏振实验,我们再次检验了这些单层的缺陷数量.本工作揭示了不同缺陷过渡金属硫族化合物单层中截然不同的荧光行为和潜在的激子动力学,很大程度上促进了面向实际应用的相关高性能器件的设计.

摘要：MXenes因其独特的表面化学性质、可调的金属组份、良好的亲水性和较高的载流子浓度,近年来被广泛应用于诸多研究领域.与其他二维材料类似,MXenes可与其他材料进行复合构建异质结,形成MXenes基三维多孔材料,从而显著增强其反应活性,提升其相关性能.尤其是这些三维多孔MXenes材料所具有的三维结构和明确的孔径,可显著提高电化学过程中各种离子和电子的传输速率,因此在电化学能量存储、传感、催化和环境领域应用前景广阔.在这篇综述中,作者以MXenes/碳、MXenes/无机物和MXenes/聚合物这三种主要的MXenes基异质结为研究对象,系统地总结了近年来三维多孔MXenes基异质结的构建方法的研究进展.同时,深入探讨了三维多孔MXenes基异质结在光催化、环境监测和电化学储能中的应用进展.最后,详细归纳了三维多孔MXenes基异质结的孔隙形成机制、性质和应用之间的关系,并提出了作者独到的见解.本综述可为三维多孔MXenes基异质结在高性能材料和器件中的设计、制造和应用等方面提供指导.

摘要：本文通过在脂质体内还原金的前体HAuCl_4原位合成了金纳米星.这种设计跟常用的在脂质体内装载金纳米球的方法相比,优点是方便快捷的同时实现了金纳米材料的形成和装载.通过改变实验条件,合成的金纳米星具有可控的尺寸,以及在可见区到近红外区之间的可控吸收光谱.作为一个例子,我们在脂质体内合成了最大吸收在803 nm的金纳米星.这种材料具有温度敏感性,在近红外区可以产生比血液好1.5倍的光声造影信号.当我们把抗癌药物阿霉素装载到这种脂质体内时,近红外区的激光照射可以在10秒内触发药物100%的释放.相对应的,不含纳米星的脂质体在同等条件下只能释放10%的药物,也不具备光声造影的信号增强.最后,我们在癌细胞内测试了该脂质体的疗效,初步验证了该体系的应用前景.