稀土文摘快报

基于低稀土含量的“双各向异性”纳米复合材料的尖端界面交换耦合

领域：磁性材料

题目：

Tip Interface Exchange-Coupling Based on “Bi-Anisotropic” Nanocomposites with Low Rare-Earth Content

团队：北京工业大学，材料科学与工程学院，先进功能材料教育部重点实验室

期刊：ACS Applied Materials &Interfaces（impact factor: 9.229）1 区

进展：

专门设计的SmCo5/Co 磁性纳米复合材料是通过“自下而上”工艺制造的。SmCo5纳米芯片首先通过液相化学合成结合还原退火制备，然后通过Co 纳米棒的化学沉积进行涂覆。SmCo5纳米芯片和Co 纳米棒都是各向异性的，可以在外部磁场下同时对齐。应用于这些“双各向异性”SmCo5/Co复合材料的磁性测量显示出高磁性能，Co 相含量范围从10 到80wt.%。首次实现了稀土含量低于7 wt.%的适用交换耦合纳米复合材料，其矫顽力接近10 kOe，剩磁比单相 SmCo5大31%。进行3-D微磁模拟以揭示Co 相中的反转机制在与SmCo5表面的尖端界面交换耦合下从非相干模式转移到相干模式。

具有发光多刺激响应的镧系元素超分子水凝胶的配位组装

领域：发光材料

题目：

Coordination-Assembly of Lanthanide Supramolecular Hydrogels with Luminescent Multi-stimulus Response

团队：福建师范大学化学与材料科学学院

期刊：Inorg Chem（impact factor: 5.2）2 区

进展：

由于其独特的光学特性和生物相容性，发光超分子水凝胶在各种应用中显示出广泛的潜力。配位自组装为超分子水凝胶的制备提供了一种有前景的方法。在这项贡献中，一系列发光镧系元素（Ln）超分子水凝胶HG-Ln2nL3n1/2是通过 Ln 离子和具有不同弯曲角（∠B）的V 形双四齿配体（H4L1和H4L2）配位自组装合成的。设计并合成了两个具有弯曲角）∠B ≈150°）的刚性共轭配体 H4L1和H4L2，其具有2,6-吡啶联四唑螯合部分，通过与镧系元素离子的去质子化自组装产生水凝胶。在相应的水凝胶中实现了特征 Eu3+和 Yb3+排放，具有有趣得多刺激响应行为。HG-Eu2nL3n1 水凝胶的发光在受到多种金属离子的刺激时可以增强或淬灭，这归因于配位的镧系元素离子的替换和配体系统间交叉效率的变化。此外，还观察到HG-Eu2nL3n1 水凝胶的pH 响应发射。我们的工作为设计具有可变结构的下一代智能响应水凝胶材料提供了潜在的策略。

利用工程大肠杆菌对稀土元素进行有效自调节吸附和回收

领域：稀土回收

题目：

Effectively auto-regulated adsorption and recovery of rare earth elements via an engineered E.coli

团队：华中科技大学生命科学与技术学院分子生物物理教育部重点实验室

期刊：J Hazard Mater（impact factor: 10.6）1 区

进展：

常规稀土开采过程产生的工业废水中富含稀土元素，造成稀土资源的严重浪费和环境污染。利用工程微生物吸附技术从水溶液中回收稀土是一种很有吸引力的技术。为了通过感应外来的稀土元素来调节稀土元素的吸附和回收，本研究设计了一个级联诱导系统，包含用于感应稀土元素的镧系结合标签（LBT）的pmrCAB 操纵子，与二氧化硅结合蛋白和锚定在细胞膜上的dLBT 结合到大肠杆菌中。通过筛选有效LBT 和增加LBT 拷贝数，提高了稀土元素对铽（Tb）的传感和吸附能力。对Tb 的吸附能力达到了报道的最高值，为41.9 mg-1干电池重量（DCW）。用过表达的Sitag 将工程细胞黏附在硅胶柱表面后，可获得较高的Tb 解吸回收率（＞ 90%）。此外，工程细胞对其他REEs 也具有较好的吸附能力。研究结果表明，通过生物工程菌株可以实现从水溶液中高效、选择性和可控性地回收稀土。

全固态锂硒电池用纳米Li3HoBr6固体电解质的克级合成

领域：纳米材料

题目：

Gram-Scale Synthesis of Nanosized Li3HoBr6Solid Electrolyte for All-Solid-State Li-Se Battery

团队：南开大学新材料研究院材料科学与工程学院，稀土与无机功能材料研究中心

期刊：Small Methods （impact factor: 14.2）1 区

进展：

稀土卤化物固体电解质是近年来全固态电池领域的研究热点。稀土基HEs 具有高的离子导电性、可靠的变形性和良好的稳定性，可为ASSBs带来优良的电化学性能。然而，传统的合成方法是机械化学法和共熔法，这两种方法都需要昂贵的原材料和精密的设备。因此，在ASSBs 中推广这些纳米粒子的制备方法还需要大量的研究工作。本文开发了一种真空蒸发辅助合成方法，用于大规模合成羟基磷灰石。所制备的Li3HoBr6（LHB）具有接近mS cm-1水平的高锂离子电导率，基于LHB 的Li-Se ASSBs 可以通过冷压组装。理论计算表明，锂离子在Li3HoBr6中具有较低的能量成本和较高的结构稳定性。四面体和八面体路径分别负责Li 的短期和长期迁移。结果表明，LHB 基Li-Se 电池具有良好的稳定性和速率性能，所以LHB 在ASSBs 领域具有潜在的应用前景。

稀土元素对NAD+依赖性谷氨酸脱氢酶生物传感电催化作用的影响

领域：生物材料

题目：

Role of rare-earth elements in enhancing bioelectrocatalysis for biosensing with NAD+-dependent glutamate dehydrogenase

团队：首都师范大学化学系

期刊：Chem Sci（impact factor: 9.8）1 区

进展：

脱氢酶（DHs）在生物传感器和生物燃料电池等酶生物电子技术的发展中得到了广泛的应用。然而，主要依赖于扩散辅酶（如NAD+）的DHs 相对较低的固有反应速率限制了其在高灵敏度生物传感器等应用中的生物电催化性能。本研究发现稀土元素（REEs）可以提高NAD+依赖性谷氨酸脱氢酶（GDH）的活性，从而实现谷氨酸在体内的高灵敏度电化学生物感应。电化学研究表明，当溶液中存在稀土离子（Yb3+、La3+或Eu3+）时，GDH 型谷氨酸生物传感器的灵敏度显著提高，其中Yb3+的灵敏度提高最高（约95%）。本研究不仅揭示了稀土促进GDH 动力学的机制，而且为体内谷氨酸的高灵敏度生物检测开辟了新的途径。