UTe2 genombrott för kvantberäkning

Forskare från laboratoriet Macroscopic Quantum Matter Group vid University College Cork (UCC) i Irland upptäckte ett rumsligt modulerande supraledande tillstånd i supraledaren uran ditelluride (UTe2) som skulle kunna vara användbar som i topologisk kvantberäkning. Med hjälp av ett kraftfullt kvantmikroskop fann teamet att några av elektronparen skapade en ny kristallstruktur i en bakgrundsmakroskopisk kvantmekanisk vätska. "Dessa typer av tillstånd upptäcktes först av vår grupp 2016 och kallas nu elektronpardensitetsvågor. Dessa pardensitetsvågor är en ny form av supraledande materia vars egenskaper vi fortfarande upptäcker, säger Joe Carroll, huvudförfattare och doktorandforskare vid UCC. pressmeddelande. Forskare har varit intresserade av de märkliga egenskaperna hos UTe2 sedan det upptäcktes 2018. "Vad vårt team fann var att några av elektronparen bildar en ny kristallstruktur inbäddad i denna bakgrundsvätska. Dessa typer av tillstånd upptäcktes först av vår grupp 2016 och kallas nu elektronpartäthetsvågor. Dessa pardensitetsvågor är en ny form av supraledande materia vars egenskaper vi fortfarande upptäcker."

Andra universitet som deltog i experimenten var Clarendon Laboratory (University of Oxford, Oxford, Storbritannien); Institutionen för fysik (Washington University i St. Louis, St. Louis, MO, USA); Maryland Quantum Materials Center (University of Maryland, College Park, MD, USA); NIST Center for Neutron Research (Gaithersburg, MD, USA); Canadian Institute for Advanced Research (Toronto, Ontario, Kanada); Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids (Dresden, Tyskland); Institutionen för fysik och astronomi (University of Notre Dame, Notre Dame, IN, USA); och Stavropoulos Center for Complex Quantum Matter (University of Notre Dame, Notre Dame, IN, USA).

Gu, Q., Carroll, JP, Wang, S. et al. Detektering av ett pardensitetsvågtillstånd i UTe2. Nature 618, 921–927 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05919-7

Elektronisk "switch" med en molekyl

Forskare från University of Illinois Urbana-Champaign och Texas A&M University har identifierat ett nytt organiskt material som lovar som en enmolekylär switch, som skulle kunna fungera som en transistor. Ett oligoanilinderivat av stegtyp bildar en unik struktur genom att låsa sig i en linjär molekylär ryggrad som inte kan roteras. Strukturen av stegtyp ger stabilitet och förhindrar hydrolys (kemisk nedbrytning när den utsätts för vatten). Materialet är ledande, kan cyklas på/av många gånger kontrolleras med hjälp av kemiska eller elektrokemiska stimuli, och har olika molekylära tillstånd.

"Molekylskalomkopplaren har varit ett mycket populärt ämne i studier av enmolekylär elektronik," sa huvudförfattaren och före detta doktorand Jialing (Caroline) Li i en pressmeddelande. "Men att inse en multi-state switch i molekylär skala är utmanande eftersom vi kräver ett material som är ledande och har flera olika molekylära laddningstillstånd, och vi kräver att materialet är mycket stabilt så att det kan slås på och av under många cykler .” Oligoanilinderivatet av stegtyp är ledande och stabilt.

Jialing Li, Bo-Ji Peng, Shi Li, Daniel P. Tabor, Lei Fang, Charles M. Schroeder. Konjugerade molekyler av stegtyp som robusta multi-state single-molecule switchar. Chem, 2023; DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.001

Mikrokapselsensorer från tång, grafen

Forskare från Queen Mary University och University of Sussex i Storbritannien har skapat nanokompositmikrokapslar från grafengel blandad med tång som kan kopplas samman för att skapa avkänningsenheter som bärs på huden för att göra exakta biologiska mätningar i realtid. Kapslarnas elektriska egenskaper förändras när tryck appliceras, och kapslarna är mycket känsliga för tryck. Kapslarna är biologiskt nedbrytbara och minskar plastavfall.

"Vi utnyttjade de extraordinära egenskaperna hos nyskapade mikrokapslar av sjögräsgrafen som omdefinierar möjligheterna med bärbar elektronik", säger Dimitrios Papageorgiou, lektor i materialvetenskap vid Queen Mary University of London. "Våra upptäckter erbjuder ett kraftfullt ramverk för forskare att återuppfinna bärbara nanokompositteknologier för högprecision hälsodiagnostik, samtidigt som vårt engagemang för återvinningsbara och biologiskt nedbrytbara material är helt i linje med miljömedveten innovation."

Adel KA Aljarid, Ming Dong, Yi Hu, Cencen Wei, Jonathan P. Salvage, Dimitrios G. Papageorgiou, Conor S. Boland. Smarta skinn baserade på sammansatta piezoresistiva nätverk av hållbara grafenmikrokapslar för högprecisionshälsodiagnostik. Advanced Functional Materials, 2023; DOI: 10.1002/adfm.202303837