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重庆工商大学,首篇Science!

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-12-20 08:16
    

主要观点总结

本文报道了新加坡国立大学仇成伟教授课题组在流体动力学超材料中实现了周期性涡流,并通过堆叠和扭曲两种涡流流体创建了双层莫尔超晶格。研究观察到流体中的莫尔现象,包括能量离域和局域化,以及不同扭转角度对流体动力莫尔超晶格的影响。相关成果发表在《Science》上。

关键观点总结

关键观点1: 流体动力莫尔超晶格的实现

仇成伟教授课题组通过设计基本单元结构,实现了流体动量的非线性相互作用,形成流体层内的周期性涡旋分布。当将两个这样的单层流体涡旋叠加并施加扭转角度时,底层形成具有旋转对称性的莫尔超晶格。

关键观点2: 莫尔图案和物理量的传播特性

根据扭转角度,形成两种类型的莫尔图案。毕达哥拉斯角下的界面压力场呈现周期性分布,形成广义莫尔超晶格,调制流体内物理量的传播特性。非毕达哥拉斯角导致更大的有效晶格常数、更复杂的压力和速度场。

关键观点3: 物理量的局域化与离域化行为

研究观察到不同扭转角度和涡流强度比对流体动力莫尔超晶格中物理量局域化与离域化行为的影响。在特定条件下,观察到从局域化到离域化的转变,伴随温度场的分布变化。

关键观点4: 应用前景

这种涡旋晶格为模拟微观量子行为提供了新途径,并有望扩展至其他领域,如微流控和质量传输。结合电极或外加电子、磁场进一步优化速度分布,这些技术在物理、化学和生物学研究中具有广泛应用潜力。


文章预览

在典型的结晶固体中,颗粒紧密结合形成有序结构,产生独特的能带纹理,揭示材料内电子态的特性,如能隙和简并。拓扑能带理论近期揭示了受保护的边缘和角态,并广泛应用于被动物质和主动物质中。平带是一种特殊的能带结构,具有零群速度和高态密度,广泛应用于研究莫尔系统中的超导性和磁性等现象。然而,由于复杂的电子相互作用和固定晶格,固态物质中寻找平带非常困难。通过扭曲双层石墨烯和范德华异质结构中的周期性重叠,莫尔超晶格的形成为调节相互作用提供了新策略。这些莫尔系统展现出量子相变、魔角超导性和相关电子行为等独特性质,为固态研究提供了新方向。然而,在流体中,由于零剪切模量导致缺乏空间周期性,流体莫尔图案和带结构的生成一直是难题。尽管通过机械振动可在流体界面上创建自旋晶格,但不均匀 ………………………………

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