打破校史：這所高校7天2篇Science

　　2024年8月15日，中國科學院物理研究所胡勇勝、容曉暉、陸雅翔及燕山大學黃建宇等共同通訊在Science在線發表題為”Decoupling the air sensitivity of Na-layered oxides“的研究論文，該研究表明只有當分別與二氧化碳或氧氣結合時，水蒸氣才能在引發 NLO 的破壞性酸和氧化降解中發揮關鍵作用。定量分析表明，降低離子電位和鈉含量綜合影響的陽離子競爭系數(h)和增大粒徑可以增強材料的抗酸侵蝕能力，而使用高電位氧化還原對可以消除氧化降解。這些發現闡明了潛在的空氣惡化機制，并使空氣穩定NLOs的設計合理化。

　　此外，2024年8月8日，燕山大學亞穩材料制備技術與科學國家重點實驗室極端變形研究中心張湘義教授團隊與國內研究團隊合作，提出了一種多級納米結構（HNS）的策略，成功破解了永磁材料中多種內在的性能沖突，實驗發現了多功能鐵磁體。合成的HNS鐵磁體的性能優于當代高溫永磁體。其電阻率增加了50%至138%，并獲得了最高的能量密度；另外，其矯頑力熱穩定性優于現有的稀土永磁材料。研究成果以“多級納米結構多功能鐵磁體的快速制備”為題（Fast fabrication of a hierarchical nanostructured multifunctional ferromagnet）發表于 Science 期刊[Science Vol. 385, No. 6709]。燕山大學化迎新博士和李曉紅教授為該論文的共同第一作者。

　　層疊金屬氧化物作為鋰離子電池(LIBs)和鈉離子電池(NIBs)的正極材料，由于其卓越的容量和可擴展性。與鋰層狀氧化物(LLOs)相比，鈉層狀氧化物(NLOs，其配方為NaxTMO2，其中TM代表過渡金屬)面臨著一個關鍵挑戰:即使沒有富鎳設計，這是LLOs不穩定的主要原因，由于對空氣暴露極度敏感，它們仍然在數小時內迅速降解。這個問題可能導致容量損失、電極制造困難和性能低下。這種空氣不穩定性已經阻礙了NLOs的綜合利用超過40年，因此解決這個問題對于釋放NLOs的潛力、徹底改變儲能格局和加速實用NIBs的發展至關重要。

　　要了解不穩定的起源，首先要了解空氣與NLOs之間的相互作用。然而，耦合的大氣成分，預覆蓋殘留物，以及死后表征的環境影響可能掩蓋了清晰的降解途徑。這導致了各種降解模式，包括水分子插層，TM被O2或H2O氧化，CO2與表面或大塊殘留物之間的直接反應，碳酸鹽離子插層吸收CO2或H2O，以及Na+ /H+或Na+ / H3O +與水交換。盡管存在爭議，但水蒸氣本身的破壞性作用被廣泛強調。除了機理不清楚外，缺乏標準的方法和定量分析進一步阻礙了對不同NLOs空氣穩定性的精確評估，從而模糊了設計原則。因此，迫切需要全面認識空氣不穩定問題，合理設計空氣穩定NLOs。

　　在該研究中，作者觀察到水蒸氣本身并不會破壞NFM111及其類似物，而是作為一個關鍵因素，導致不同的酸降解和氧化降解，分別與CO2和O2共同作用。該研究結果為空氣穩定NLOs的設計提供了一個全面的路線圖，重點是推進下一代NIBs的實用性。這些見解將成為進一步探索的催化劑，旨在克服相關材料的類似穩定性挑戰，從而推動該領域向前發展。