首页 | 放到桌面

太阳能 生物质能 风能 新材料
行业|技术前沿应用|专题生态环保节能减排低碳生活上市公司
资讯图片新闻企业动态业内资讯产业分析人物访谈政策法规投资融资统计数据本网公告|展会本网参展展会动态|产业园
专题: 生物质颗粒机 生物质压块机 生物质压块燃料 生物质颗粒燃料 锂离子电池 小型风力发电机 垂直轴风力发电机 LED灯 太阳能热水器 太阳能路灯 逆变器 太阳能电池板
当前所在位置:首页 > 技术 > 科技前沿
科技前沿】 【技术文献】 【专家视点】 【设备选型】 【应用实例】 【解决方案】 【技术参数】 【行业标准

中国科学院新材料预测设计研究取得进展

来源:中国科学院新疆理化技术研究所   更新时间:2018-09-18 10:40:27    

  在化学合成与设计中,潜在结构的多样性是探索新化合物、功能材料的基础,但对于靶向设计具有特定性能的功能材料来说却是一个巨大的挑战。然而,随着科技的发展,高性能集群的计算能力得到了大幅提升。这使得从庞大的数据库中筛选出性能优良的功能材料——高通量筛选、从第一性原理出发搜索全局势能最低结构——晶体结构预测、通过学习已有的结构特点创造出新结构等这些新型的探索材料的方法成为可能。中国科学院新疆理化技术研究所新型光电功能材料实验室潘世烈团队自2011年开始进行材料软件研发、材料设计、第一性原理计算和预测研究,为新材料制备提供方向。

  最近几年,该研究团队在晶体结构预测及理性设计功能材料方面取得了一定的进展。研究工作者首次引入全局能量最低结构搜寻方法实现了红外非线性光学材料和紫外非线性光学材料的结构预测。在红外非线性光学材料中,在满足光学应用要求前提下提高激光损伤阈值是关键所在,研究工作者首次引入全局能量最低结构搜寻方法在 Na-Ga-S体系中搜寻性能优异的红外非线性光学材料。结构表明,I-42d空间群的NaGaS2不仅具有与商业化材料AgGaS2相当的非线性光学系数,而且具有在红外非线性光学材料中最高的热导率,因而有利于高激光损伤阈值。因此,NaGaS2有效地提高了激光损伤阈值和避免了因双光子吸收产生的热效应。上述成果已发表在美国化学学会期刊《无机化学》上(Inorg. Chem. 2018,DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b01174)。在紫外非线性光学材料中,设计满足深紫外非线性光学材料要求并且能输出相干深紫外光是一个具有挑战性的课题。研究工作者在Na-Be-B-O体系中搜寻常压下稳定结构发现在势能最低的四个相中,P-6 相的 NaBeBO3具有优秀的非线性光学性质。深紫外截止边可达171nm,倍频效应与商业标准 KDP(KH2PO4) 的相当,且相位匹配可到深紫外区;上述成果发表在《科学报告》上(Sci. Rep. 2016, 6, 34839)。进一步,该团队通过引入氟元素加大带隙蓝移紫外截止边,还可使电子非对称分布有利于非线性光学性能的提高,丰富结构有利于增加非心化合物的发现几率。基于以上特点,在Be-B-O-F体系中在常压下搜寻到了性能优异的深紫外非线性光学材料 γ-Be2BO3F,其深紫外截止边低至138nm,倍频效为1.8倍 KDP,深紫外相位匹配波长达到了152nm,成为深紫外区具有潜在应用的非线性光学晶体;相关成果发表在美国化学学会期刊《无机化学》上(Inorg. Chem. 2018, 57, 5716)。

  最近,该团队在理性设计方面取得突破,拓展了新材料预测方法。该方法是通过深入研究结构性能关系,挖掘出控制相关性能响应的功能模块,进而进行模块设计组装预测新材料。四面体基元是用于设计深紫外非线性光学材料的基本组成单元,但由于在倍频响应与光学各向异性响应的不确定性,材料科学家们并没有重视其在深紫外非线性光学材料的应用。为了探索四面体的光学各向异性响应机制,研究工作者们提出了评估四面体光学各向异性方法并发现由于共价相互作用较强的稀土阳离子引起的四面体角度偏离有利于四面体基元的光学各向异性。这一部分工作已发表在英国皇家化学学会期刊《化学通讯》上(Chem. Commun., 2017, 53, 2818)。在进一步的研究中,科研工作者们通过系统研究四面体化合物的预测光学各向异性并找到了控制四面体基元化合物光学各向异性的功能模块——具有“zipper”排列且存在角度偏离的四面体基元。在不破坏功能模块的基础之上以稀土元素作为调节晶体结构对称性及光学各向异性在磷酸盐中设计了一系列深紫外非线性光学材料。这些材料的双折射相比于之前非心四面体化合物有了明显的提升并具有深紫外截止边。其中α-YSc(PO4)2 是到目前为止第一例达到了深紫外非线性光学材料初步评估要求的磷酸盐。该纯理论设计工作发表在国际学术期刊《美国化学会志》上(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 10726)。


图:从中心化合中移稙功能模块到非心化合物中设计新型深紫外非线性光学晶体

返回列表 | 加入收藏 | 】
我要存档: 将本文以PDF形式 打开 | 下载
我要分享:
我要收听: 官方微博 @ @
相关文章  
·光热可控降解纳米发电机用于组织修复 2018/12/14 ·盐湖锂资源开发破技术瓶颈 2018/12/14
·超材料可从柔性“秒变”刚性 2018/12/13 ·中科大仿竹节纳米材料提升太阳能制氢 2018/12/13
·化学所在制备高效稳定的模块化钙钛矿 2018/12/12 ·规模化制备高度集成微型超级电容器研 2018/12/11
·新型纳米线催化剂有望使燃料电池大幅 2018/12/06 ·兰开斯特大学研发用于质子交换膜燃料 2018/12/05
·新材料可在拉伸时膨胀:成本低易制造 2018/12/05 ·新材料有望助力氢气汽车普及 2018/12/04
·中国科大制备出新材料 2018/12/04 ·木制海绵新材料可解水中油污染难题 2018/12/03
·新材料为气体分离和捕集技术开辟了新 2018/11/27 ·新型石墨烯水凝胶有望取代植入式金属 2018/11/27
·我首次制备出超高纯稀土改性氧化铝 2018/11/26 ·晶体管新材料让电子设备“温柔体贴” 2018/11/23
·金属所高性能柔性复合热电材料研究取 2018/11/22 ·天津大学制备超薄多孔新材料轻松“捕 2018/11/22
·宁波材料所在柔性/弹性磁电功能材料 2018/11/19 ·无纺布电极材料 将在可穿戴领域获广 2018/11/15
官方微博  
  相关产品  
- 外墙无机涂料蓝钻系 - 完全生物降解塑料
- 高温胶带 - 304L/022Cr19Ni10不
- 冲压成型多并电池连 - 保定隧道防火涂料
- 玻璃钢电缆防火槽盒 - 管道可拆卸保温套
- 钛陶瓷绝热保温管 - 高强度铝合金棒
- 3003防锈铝带 - 卧式旋转亚克力裂解
- 三防漆 - 不锈钢06CR25NI20/3
- 空气活性炭过滤棉 - 极耳铜镀镍带
- 无石棉耐高温硅酸钙 - 镀镍钢带
- 油田输水专用高压柔 - 扩散板
- 金属压铸耐高温脱模 - 塑钢瓦红泥浪板瓦
- 纳米银织物抗菌剂防 - 镀锌带双膜骨架
- 膨润型耐油密封石棉 - 铝板百叶孔隔音墙
- 无机真空保温板 - 溶剂型防水粘结剂
- 导热硅胶 - 纳米氧化锌
能源通会员广告服务网络推广会员积分帮助中心联系我们关于我们 | 官方微博:
Copyright © 2018 伟德1946,BETVLCTOR伟德1946,伟德国际1946官网 版权所有
业务():0571-28068180,28068199,28068187  客服:0571-28068180,28902366  链接推广:0571-28902366  展会合作:0571-28068187
业务QQ:  客服QQ:  推广QQ:
 太阳能光伏:点击这里加入此群  太阳能光热:点击这里加入此群  风能:点击这里加入此群  生物质能:点击这里加入此群  LED新光源:点击这里加入此群
 储能与电池:点击这里加入此群  新能源汽车:点击这里加入此群
 总部地址:杭州市文三路477号华星科技大厦六层