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《自然》《科学》一周（1.1-1.7）材料科学前沿要闻

测了么 · 公众号 · · 2018-01-08 10:47

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3.通过特定的非共价交联实现的机械稳健、易于修复的聚合物

(Mechanically robust, readily repairable polymers via tailored noncovalent cross-linking)

材料名称 ：易修复聚合物 poly(ether-thiourea)TUEG3

研究团队 ：日本东京大学 Takuzo Aida课题组

扩大可再生材料的范围是可持续社会的一个重要挑战。非晶态的高分子量聚合物通常会形成机械坚固的材料，但它们一旦断裂就难以再修复了。这是因为它们的聚合物链严重缠结，并且在合理的时间范围内扩散得太迟，从而导致无法合并断裂的表面。Yanagisawa 等人报导了，当低分子量聚合物通过密集的氢键交联时，尽管它们的扩散动力学极其缓慢，但仍然产生了机械稳健并易于修复的材料。其中的关键是使用了硫脲，这种硫脲能够不规则地形成锯齿形氢键阵列，而不会引起不利于结晶的情况。另一个关键是加入了用于激活氢键对交换的结构部件，这使得断裂部分能够在压缩下轻松地重新结合。（Science DOI: 10.1126/science.aam7588）

4. 在高达 100 开尔文的单层晶体中观察的量子自旋霍尔效应

(Observation of the quantum spin Hall effect up to 100 kelvin in a monolayer crystal)

材料名称： 碲化钨（WTe2）

研究团队： 麻省理工学院 Jarillo-Herrero课题组

迄今提出的作为二维拓扑绝缘体的各种单层晶体都表现出了量子霍尔效应（QSHE），这甚至在高温情况也可能存在。Wu 等人报导了在温度高达 100 开尔文的情况下，观察单层碲化钨（WTe2）中的 QSHE。在短边界限制下，单层表现出标记传输电导，每边约为 e2/h，其中 e 是电荷，h 是普朗克常数。此外，磁场抑制了电导，并且观察到的塞曼型间隙表明了 Kramers 退化点的存在，以及时间反转对称性对于防止弹性后向散射的重要性。这一研究结果建立了温度比半导体异质结构更高的 QSHE，并使得能够探索原子级厚度晶体的拓扑相位。（Science DOI: 10.1126/science.aan6003）