来自北京邮电大学的杨大全教授以及来自厦门大学的陈锦辉副教授团队合作，在Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience发表题为“Programmable VO2 metasurface for terahertz wave beam steering”的文章，提出了可以动态控制太赫兹波束偏转的可编程二氧化钒（VO2）超表面★◆◆■■。VO2的绝缘态和金属态可以通过外部电刺激切换实现电磁响应的动态调制。通过可编程门控阵列可以控制超表面各柱的电压，从而实现太赫兹波束的相位梯度控制。在1比特编码超表面中★◆■■，本文设计了周期性和非周期性的24*24编码序列，并实现了-60°至+60°太赫兹波束的连续衍射。2比特编码中◆■◆★，本文使用两个不同的单元设计了18*18的编码序列。与1比特编码超表面相比★★◆■◆，2比特编码超表面具有更大的光学相位自由度，可实现单一角度的偏转，进而使衍射效率提高一倍。该研究为用于太赫兹通信的波束调控器件的研发提供了新的思路，在未来6G太赫兹通信等领域有着重要的应用前景。
掺杂是半导体材料和器件的一种重要技术◆■◆，然而如何有效、可控地掺杂有机-无机卤化物钙钛矿仍具挑战■■◆。基于此◆★★■■，来自中国科学院化学研究所的江浪研究员以及来自湖南大学胡袁源教授团队合作★★，在Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience发表题为■■◆■★“Doping of Sn-based two-dimensional perovskite semiconductor for high-performance field-effect transistors and thermoelectric devices■■◆”的文章■◆◆★■，本文通过在前驱体溶液中掺入SnI4◆★★■■，成功开发了一种简易的二维Sn基钙钛矿（PEA）2SnI4掺杂方法。研究结果表明Sn4+在钙钛矿上产生p掺杂效应，这使得钙钛矿的电导率提高了105倍。此外，掺杂剂SnI4也改善了（PEA）2SnI4的薄膜形态■★★◆★◆，导致了陷阱态的减少。这种掺杂技术使得（PEA）2SnI4场效应晶体管的室温迁移率从0.25 cm2 V−1 s−1提高到0■◆★◆■■.68 cm2 V−1s-1。此外，该掺杂技术还可以表征和改善（PEA）2SnI4薄膜的热电性能，在掺杂比为5 mol %时■◆■★★★，其功率因数可达到3.92 μW m−1 K−2★■◆◆。
在本期特辑中，iScience着眼于整合材料科学领域的跨学科研究，重点介绍了iScience在材料科学领域的最新出版论文，助力该领域在跨学科研究方面取得长足进步。编辑在此特地精选了相关论文进行重点介绍，希望这些论文能够为读者们提供有价值的见解以及新的研发思路。iScience欢迎大家踊跃投稿★■★！
3D生物打印已经成为生物医学研究中一类极具研究前景的技术，以其应用广泛而备受关注◆★■■★。其中，基于立体光固化成型设备（SLA）和数字光处理（DLP）的光聚合技术是生物打印的高效方法，可用于生产高分辨率和构造复杂的结构。基于此，来自巴西皮奥伊联邦大学的Anderson Oliveira Lobo教授和来自哈佛大学医学院的Yu Shrike Zhang教授在Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience发表题为■★“Stereolithography apparatus and digital light processing-based 3D bioprinting for tissue fabrication”的综述文章，从影响生物打印过程的因素开始讨论★◆◆■，旨在为基于SLA和DLP的3D生物打印策略进行全面概述。此外，本文还总结了用于SLA和DLP的生物墨水的研究进展，包括天然衍生的以及合成的生物墨水★◆■。最后，讨论了基于SLA和DLP的生物打印技术在生物医学上的应用，主要集中在再生医学和组织建模工程方面◆◆★◆■■。
细胞力学不仅与细胞功能密切相关并相互影响■◆◆★，且有望成为指示疾病发生和进展的有效生物标志物。尽管目前已经开发了几种用于测量细胞力学性能的技术■◆★★，但由于操作复杂且劳动密集，使得其常面临有限的测量数据和生物学意义的问题。特别是基于介电的测量方法腾博游戏官方网站◆★■◆■，难以利用流式测量技术。基于此，来自苏州大学的孙立宁教授以及程亮教授团队在Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience发表题为“Automated measurement of cell mechanical properties using an integrated dielectrophoretic microfluidic device■◆◆◆”的文章◆◆，提出了一种可自动获取大量细胞力学数据的介电泳基解决方案，成功将集细胞捕获、介电泳拉伸和细胞释放功能于一体的微流体装置与自动控制方案相结合。本文并利用人脐静脉内皮细胞和乳腺细胞的实验显示了该装置的自动化能力。该方法有效解决了介电泳基细胞力学性能测量的低通量问题◆■。
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热控开关是一种先进的热管理器件◆◆，为提高热电器件的能量效率和功率密度提供了新的机会。基于此◆◆，来自斯洛文尼亚卢布尔雅那大学的Andrej Kitanovski教授团队在Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience发表题为■■“Ferrofluidic thermal switch in a magnetocaloric device”的文章■■，建立了一个数值模型来分析静态热控开关在热量制冷中的工作和性能表现，并对实际铁磁流体热交换器的最大温度跨度、冷却功率和性能系数进行了参数分析。在单个实施例中◆★★■◆，热源和散热器之间的最高温度跨度可达1.12 K★★，且可以进一步发展为再生系统以增加温度跨度。本文还对输入参数与结果之间的关系进行了敏感性分析★★◆◆★◆。研究结果表明◆◆，即使开关比很小，热控开关也可以用于发热器件，这大大扩展了实现不同类型热控开关的可能性。
iScience是Cell Press细胞出版社旗下的交叉学科开放获取期刊。我们致力于发表推动生命科学、物理科学和地球科学等领域取得进展的基础研究和应用研究■★。本刊的持续出版模式意味着您的研究论文一经发表即可在线获取。iScience已被PubMed、Scopus和Web of Science科学引文索引（SCI）索引，可以确保它能覆盖尽可能广泛的受众群体■★。本刊投稿方式简单、高效且公平，此外本刊对诚信的承诺使得我们发表的STAR Methods具备高的编辑标准。如您要了解更多关于向iScience投稿的信息★◆■■◆◆，欢迎访问我们的作者须知。
磁性结构的确定对于凝聚态物理以及材料科学研究是一项长期挑战。中子衍射等实验技术资源有限，需要复杂的结构优化操作◆★■；而诸如第一性原理密度泛函理论（DFT）等计算方法需要额外的半经验校正■■，可靠预测很大程度上仍局限于共线性磁性。基于此◆★，来自麻省理工学院的李明达教授团队在Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience发表题为“Machine learning magnetism classifiers from atomic coordinates”的文章★■■★，提出了一种机器学习模型★◆★◆，旨在通过输入含有过渡金属和稀土元素的原子坐标来对磁性结构进行分类◆■。该研究通过建立一个保留晶体对称性的欧几里得等值神经网络以预测磁性结构（铁磁、反铁磁和非磁）以及磁传播矢量（零或非零）◆■■◆，平均准确率为77.8%和73.6%■◆★★■■。特别地■■◆■◆，即使结构中含有磁性元素，该模型在预测无磁性排序时也能达到91%的准确率。该工作有望成为解决全磁结构测定这一巨大挑战的关键一步。
脊髓具有高度复杂且组织精细的细胞结构，由背腹侧两个形态发生组织中心引导■■★，脊髓组织对人体感觉和运动功能的调节至关重要。因此，体外培养人脊髓组织具有重要研究意义。基于此，来自复旦大学脑科学转化研究院的邵志成研究员课题组在Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience发表题为★■★★◆◆“Generation of dorsoventral human spinal cord organoids via functionalizing composite scaffold for drug testing”的文章，展示了一种使用复合生物支架构建人类背-腹侧脊髓类器官的新方法。具体来说，将脊髓发育腹侧化信号Shh激动剂（SAG）装载到多孔壳聚糖微球（PCSM）中◆■★★★，然后在表面涂覆热敏性Matrigel★★■，形成具有功能缓释SAG的复合微球，称为PCSM-Matrigel@SAG。以PCSM-Matrigel@SAG为诱导核心◆◆■，定向诱导人诱导多能干细胞为脊髓类器官（ehSC-organoids），发现可以形成脊髓背腹样细胞结构腾博游戏官方网站★■，并具有主要域的背-腹结构域祖细胞和神经元的细胞特性。此外，这些ehSC-organoids还表现出钙功能活性。综上所述◆■★★■■，这些ehSC-organoids在脊髓发育、3D运动神经元疾病模型和药物筛选的研究以及脊髓损伤修复等领域都具有重要应用前景■★★★◆。
二维（2D）半导体因其独特的原子层状结构和无悬空键表面，已成为突破硅（Si）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）短沟道效应的理想候选材料。近十年来，二维晶体管已在尺寸缩放方面取得了重大进展，晶体管的物理栅极长度已通过各种方法实现了从微米级缩小到亚一纳米级的飞跃，而且性能优越，这说明二维晶体管具有替代硅MOSFET技术的潜力。基于此，来自复旦大学的刘陶研究员以及向都研究员团队在Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience发表题为■◆◆■◆★“Two dimensional semiconducting materials for ultimately scaled transistors◆◆◆★■★”的综述文章◆■◆◆，系统回顾了通过缩放沟道◆◆★◆★◆、栅极和接触长度来实现具有新颖配置的超缩放二维晶体管的最新技术。本文还总结了相关的制造工艺和相应的关键参数，从而对超比例2D晶体管的优缺点提出了全面的看法。最后，本文指出了在下一代异构电路中集成超标量二维晶体管的关键机遇和挑战。
近年来，利用磷光染料形成超薄发光层（ 1 nm, UEMLs）凭借其器件结构和制备工艺简化★◆■、设计更灵活、材料消耗更低、激子利用完全等优点■★★，被广泛应用于单色和白色有机发光二极管（OLEDs）的制造中◆■★■◆。此外，具有UEMLs的OLEDs还被证实具有与传统掺杂器件相当的高电致发光性能。在结构上◆◆★■，OLEDs的结构是将磷光UEMLs插入非发光材料、异质结界面以及发光材料，包括磷光★★★■■、常规荧光、热激活延迟荧光和异构体发射器。基于此◆★，来自太原理工大学的苗艳勤副教授团队在Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience发表题为“Recent progress on organic light-emitting diodes with phosphorescent ultrathin (1nm) light-emitting layers”的综述文章◆★，仔细回顾了UEMLs在OLEDs中的成功应用以及相应器件的基本工作机制，并着重介绍了UEMLs在OLEDs中的代表性成果◆■■◆★，旨在对基于UEMLs的OLEDs的研究现状进行全面总结。本文最后对基于UEMLs的OLEDs的未来发展前景进行了展望■◆◆◆■★。