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本期小编为您精选了Materials 期刊2021年的6篇封面文章，主题涉及二维共价有机框架、电催化剂、石墨烯/MoS2纳米杂化物、玻璃陶瓷热演化、丝绸材料和梯度晶格结构，希望能为相关领域的学者提供一些新思路。

文章推荐

1. The Influence of Disorder in the Synthesis, Characterization and Applications of a Modifiable Two-Dimensional Covalent Organic Framework

无序对可改性二维共价有机框架的合成、表征和应用的影响

Jordan Brophy et al.

DOI：10.3390/ma14010071

在过去十年中，二维共价有机框架 (2D-COFs) 由于其多孔结构可以实现高度有序而受到越来越多的关注。合成这些聚合物最常见的途径之一是依赖于希夫碱化学，即羰基和胺之间的缩合反应。本文详细介绍了3,6-二溴苯-1,2,4,5-四胺与六酮环己烷 (HKH) 的缩合、所得COFs的后续羰基化，以及HKH上的缩合反应导致反式构型，从而形成无序的2D-COFs。该策略能够通过溴取代反应对COFs进行改性，从而将官能团置于材料的孔内。使用来自COFs膜进行的离子筛分测量，小分子与未反应酮基的反应以及建模研究表明，COFs聚合过程中存在无序。本文还提出了蒙特卡罗模拟，证明了无序对所得COFs的2D和3D结构的影响。

2. Reduced Graphene Oxide Aerogel inside Melamine Sponge as an Electrocatalyst for the Oxygen Reduction Reaction

三聚氰胺海绵内氧化石墨烯气凝胶作为氧还原反应的电催化剂

Roman A. Manzhos et al.

DOI：10.3390/ma14020322

在三聚氰胺海绵 (MS) 框架内可形成氧化石墨烯气凝胶 (GOA)。在60 °C下用肼还原后，使用比重为20.1 mg/cm3的导电富氮rGOA-MS复合材料制备电极，该电极是一种很有前景的氧还原反应电催化剂。作者通过元素分析、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和拉曼光谱，对rGOA-MS复合材料进行了表征，发现材料中的氮以不同类型呈现，其中类吡咯氮的浓度最大。本文通过拉曼散射，确定该材料的rGOA组分为类石墨烯碳，平均粒径为5.7 nm。因此，获得的复合材料具有相当高的导电性。

3. Graphene/MoS2 Nanohybrid for Biosensors

用于生物传感器的石墨烯/MoS2纳米杂化物

Jinho Yoon et al.

DOI：10.3390/ma14030518

石墨烯因其独特的性质，包括其优越的导电性、等离子体性质和生物相容性，在不同的科学领域得到广泛研究。最近，除石墨烯之外的过渡金属二碳化物 (TMD) 纳米材料也由于其卓越的特性而受到广泛研究。在各种TMD纳米材料中，二硫化钼 (MoS₂) 由于其优异的生物相容性和简单的合成步骤而在生物领域引起人们的关注。因此，石墨烯和二硫化钼已被大量研究以应用于生物传感器的开发。此外，通过石墨烯和二硫化钼杂交开发的纳米杂化材料在开发各种生物传感器方面具有巨大的潜力，如基于电化学、光学或表面增强拉曼光谱 (SERS) 的生物传感器。这篇综述重点关注石墨烯和二硫化钼等材料，将在基于石墨烯、二硫化钼以及由石墨烯和二硫化钼组成的纳米混合材料开发高灵敏度生物传感器方面讨论其应用。本文将提供有关石墨烯/二硫化钼纳米杂化物应用于生物医学领域，特别是生物传感器的跨学科知识。

4. Thermal Evolutions to Glass-Ceramics Bearing Calcium Tungstate Crystals in Borate Glasses Doped with Photoluminescent Eu³⁺ Ions

掺杂光致发光Eu3+离子的硼酸盐玻璃中含钨酸钙晶体的微晶玻璃的热演化

Takahito Otsuka et al.

DOI：10.3390/ma14040952

本文研究了钨酸钙-硼酸钙玻璃中Eu³⁺掺杂剂的热演化过程，以制备具有玻璃和陶瓷复合特性的发光微晶玻璃。研究表明，当热处理温度高于玻璃转变温度T_g = (100−x)(33CaO-67B₂O₃)−xCa₃WO₆(x = 8−15 mol%) 时，可以在硼酸盐玻璃基体中析出CaWO4晶体。此外，通过拉曼光谱发现，尽管Ca3WO6的钙含量较高，但由于WO₄四面体在原始玻璃中形成了W=O双键，会导致CaWO₄结晶。Eu³⁺离子被排除在CaWO₄晶体之外并定位在硼酸盐玻璃相中，作为它们的稳定位点，为Eu3+离子周围提供了对称性更高的局部环境。

5. Emerging Silk Material Trends: Repurposing, Phase Separation and Solution-Based Designs

新兴丝绸材料趋势：再利用、相分离和基于溶液的设计

F. Philipp Seib

DOI：10.3390/ma14051160

本篇综述揭示了丝绸科学的最新进展，从基本见解到医用丝绸。作者研究了丝流的主要进展，特别是金属离子在将丝从储存状态转换为纺丝状态中的作用。本文描述了正交热塑性丝成型以及丝流动原理的转移，用于触发其他非丝聚合物中的流动诱导结晶。其他令人兴奋的新进展包括用于非经典纤维形成的丝状液-液相分离，以及在活细胞中创建“丝细胞器”。本文最后探讨了丝绸面料在应对SARS-CoV-2大流行时制作口罩的作用。

6. Energy Absorption and Mechanical Performance of Functionally Graded Soft–Hard Lattice Structures

功能梯度软-硬晶格结构的能量吸收和力学性能

Hafizur Rahman et al.

DOI：10.3390/ma14061366

如今，材料和设计的合理结合可使仿生晶格结构的发展具有前所未有的特性，以用来模仿生物特征。本文旨在研究这种复杂且具有梯度晶格的软硬混合结构的机械性能和能量吸收能力。该结构是根据材料的多样性和晶胞的分级尺寸设计的。作者通过改变晶胞大小和排列，对软硬材料制成的五种不同相对密度梯度的晶格结构进行了数值研究，利用ANSYS有限元建模，考虑了材料的弹塑性和硬化行为以及几何非线性，实现了仿真。将数值结果与3D打印晶格的实验数据进行验证，揭示了FEM的高精度。随后，本文通过在同质六方晶格结构中组合不同的软硬聚合物材料，设计了两种双材料机械晶格结构，并研究了它们的机械性能和能量吸收。研究结果表明，不仅逐渐变化的单胞尺寸可提供更多的能量吸收和更高的力学性能，而且软硬材料的合理组合也使晶格结构具有更高的能量吸收和刚度。

Materials 期刊介绍

主编：Prof. Dr. Maryam Tabrizian, McGill University, Canada

期刊主要关注材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料、能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征、建模等。

2020 Impact Factor: 3.623 (Q1*)

2020 CiteScore: 4.2

Time to First Decision: 16 Days

Time to Publication: 36 Days

*Q1 (17/80) at category "Metallurgy and Metallurgical Engineering"