Since material properties are structure-dependent, new and interesting properties are expected from unusual or complex structures. Biomorphic mineralization is a technique that produces materials with morphologies and structures resembling those of nature living things, through employing bio-structures as templates for mineralization. The products, biomorphic materials, combine natural geometry with synthetic material chemistry. Fundamental information along with recent advances in biomorphic mineralization and biomorphic materials are provided in this review through discussions on the following aspects: biomorphic materials produced through synthesis or assembly using a range of templates including biomolecules, microorganisms, plants and animals; processing methods and mechanisms of biomorphic mineralization; properties and emerging applications of biomorphic materials in multiple areas including electronics, magnetics, photonics, biotech, sensing, and filtration. The potential of various natural structures for biomimicking to produce advanced materials will be also discussed. We conclude by making a prospect on biomorphic mineralization and biomorphic material, which is the product of close conversations between human and nature and the product of close co-operation between scientists from diverse fields.

Here we report a method to fabricate porous carbon with small mesopores around 2–4 nm by simple activation of charcoals derived from carbonization of seaweed consisting of microcrystalline domains formed by the "egg-box" model. The existence of mesopores in charcoals leads to a high specific surface area up to 3270 m2 g–1, with 95% surface area provided by small mesopores. This special pore structure shows high adaptability when used as electrode materials for an electric double layer capacitor, especially at high charge–discharge rate. The gravimetric capacitance values of the porous carbon are 425 and 210 F g–1 and volumetric capacitance values are 242 and 120 F cm–3 in 1 M H2SO4 and 1 M TEA BF4/AN, respectively. The capacitances even remain at 280 F g–1 (160 F cm–3) at 100 A g–1 and 156 F g–1 (90 F cm–3) at 50 A g–1 in the aqueous and organic electrolytes, demonstrating excellent high-rate capacitive performance.

Abstract MXenes, 2D compounds generated from layered bulk materials, have attracted significant attention in energy‐related fields. However, most syntheses involve HF, which is highly corrosive and harmful to lithium‐ion battery and supercapacitor performance. Here an alkali‐assisted hydrothermal method is used to prepare a MXene Ti 3 C 2 T x (T=OH, O). This route is inspired from a Bayer process used in bauxite refining. The process is free of fluorine and yields multilayer Ti 3 C 2 T x with ca. 92 wt % in purity (using 27.5 m NaOH, 270 °C). Without the F terminations, the resulting Ti 3 C 2 T x film electrode (ca. 52 μm in thickness, ca. 1.63 g cm −3 in density) is 314 F g −1 via gravimetric capacitance at 2 mV s −1 in 1 m H 2 SO 4 . This surpasses (by ca. 214 %) that of the multilayer Ti 3 C 2 T x prepared via HF treatments. This fluorine‐free method also provides an alkali‐etching strategy for exploring new MXenes for which the interlayer amphoteric/acidic atoms from the pristine MAX phase must be removed.

To circumvent the influence from varied topographies, the systematic study of wettability regulated Gram-positive bacteria adhesion is carried out on bioinspired hierarchical structures duplicated from rose petal structures. With the process of tuning the interfacial chemical composition of the self-assembled films from supramolecular gelators, the varied wettable surfaces from superhydrophilicity to superhydrophobicity can be obtained. The investigation of Gram-positive bacteria adhesion on the hierarchical surfaces reveals that Gram-positive bacteria adhesion is crucially mediated by peptidoglycan due to its different interaction mechanisms with wettable surfaces. The study makes it possible to systematically study the influence mechanism of wettability regulated bacteria adhesion and provides a sight to make the bioinspired topographies in order to investigate wettability regulated bioadhesion.

Reusing polluted water through various decontamination techniques has appeared as one of the most practical approaches to address the global shortage of clean water. Rather than relying on single decontamination mechanism, herein we report the preparation and utilization of paper-based composites for multifunctional solar-driven clean water generation that is inspired by the multiple water purification approaches in biological systems. The reduced graphene oxide (rGO) sheets within such composites can efficiently remove organic contaminants through physical adsorption mechanism. Under solar irradiation, the floating rGO composites can instantly generate localized heating, which not only can directly generate clean water through distillation mechanism but also significantly enhance adsorption removal performance with the assistance of upward vapor flow. Such porous-structured paper-based composites allow for facile incorporation of photocatalysts to regenerate clean water out of contaminated water with combined adsorption, photodegradation, and interfacial heat-assisted distillation mechanisms. Within a homemade all-in-one water treatment device, the practical applicability of the composites for multifunctional clean water generation has been demonstrated.

Rejuvenation of metallic glasses, bringing them to higher-energy states, is of interest in improving their plasticity. The mechanisms of rejuvenation are poorly understood, and its limits remain unexplored. We use constrained loading in compression to impose substantial plastic flow on a zirconium-based bulk metallic glass. The maximum measured effects are that the hardness of the glass decreases by 36%, and its excess enthalpy (above the relaxed state) increases to 41% of the enthalpy of melting. Comparably high degrees of rejuvenation have been reported only on microscopic scales at the centre of shear bands confined to low volume fractions. This extreme rejuvenation of a bulk glass gives a state equivalent to that obtainable by quenching the liquid at ~1010 K s-1, many orders of magnitude faster than is possible for bulk specimens. The contrast with earlier results showing relaxation in similar tests under tension emphasizes the importance of hydrostatic stress.

ADVERTISEMENT RETURN TO ISSUEPREVCommunicationNEXTHierarchical Porous Carbonized Lotus Seedpods for Highly Efficient Solar Steam GenerationJing FangJing FangState Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, ChinaMore by Jing Fanghttp://orcid.org/0000-0001-9858-1648, Jie LiuJie LiuState Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, ChinaMore by Jie Liu, Jiajun Gu*Jiajun GuState Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China*(J.J. Gu) E-mail: [email protected]More by Jiajun Gu, Qinglei Liu*Qinglei LiuState Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China*(Q.L. Liu) E-mail: [email protected]More by Qinglei Liuhttp://orcid.org/0000-0003-0677-3613, Wang ZhangWang ZhangState Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, ChinaMore by Wang Zhang, Huilan SuHuilan SuState Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, ChinaMore by Huilan Su, and Di ZhangDi ZhangState Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, ChinaMore by Di ZhangCite this: Chem. Mater. 2018, 30, 18, 6217–6221Publication Date (Web):September 8, 2018Publication History Received25 April 2018Revised7 September 2018Published online8 September 2018Published inissue 25 September 2018https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b01702https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.8b01702rapid-communicationACS PublicationsCopyright © 2018 American Chemical SocietyRequest reuse permissionsArticle Views3736Altmetric-Citations207LEARN ABOUT THESE METRICSArticle Views are the COUNTER-compliant sum of full text article downloads since November 2008 (both PDF and HTML) across all institutions and individuals. These metrics are regularly updated to reflect usage leading up to the last few days.Citations are the number of other articles citing this article, calculated by Crossref and updated daily. Find more information about Crossref citation counts.The Altmetric Attention Score is a quantitative measure of the attention that a research article has received online. Clicking on the donut icon will load a page at altmetric.com with additional details about the score and the social media presence for the given article. Find more information on the Altmetric Attention Score and how the score is calculated. Share Add toView InAdd Full Text with ReferenceAdd Description ExportRISCitationCitation and abstractCitation and referencesMore Options Share onFacebookTwitterWechatLinked InRedditEmail Other access optionsGet e-AlertscloseSupporting Info (1)»Supporting Information Supporting Information SUBJECTS:Absorption,Evaporation,Irradiation,Porosity,Water Get e-Alerts

Solar steam generation is regarded as a perspective technology, due to its potentials in solar light absorption and photothermal conversion for seawater desalination and water purification. Although lots of steam generation systems have been reported to possess high conversion efficiencies recently, researches of simple, cost-effective, and sustainable materials still need to be done. Here, inspired by natural young sunflower heads' property increasing the temperature of dish-shaped flowers by tracking the sun, we used 3D-structured carbonized sunflower heads as an effective solar steam generator. The evaporation rate and efficiency of these materials under 1 sun (1 kW m-2) are 1.51 kg m-2 h-1 and 100.4%, respectively, beyond the theoretical limit of 2D materials. This high solar efficiency surpasses all other biomass-based materials ever reported. It is demonstrated that such a high capability is mainly attributed to the 3D-structured top surface, which could reabsorb the lost energy of diffuse reflection and thermal radiation, as well as provide enlarged water/air interface for steam escape. 3D-structured carbonized sunflower heads provide a new method for the future design and fabrication of high-performance photothermal devices.

Activating the efficient electron transfer in oxygen evolution reaction (OER) by tuning the oxygen (O) electronic states near the Fermi level is essential to break the linear scaling limitation of OER intermediates. Herein, we construct a series of rare earth (RE) single atoms on MnO2 nanosheets with modulated oxygen states by an effective and universal Ar plasma (P)-assisted strategy (P-RE SAs@MnO2, RE = Gd, La, Ce, Tm, and Lu) to investigate the origin of RE-enhanced OER performance. Taking P-Gd SAs@MnO2 as a representative, the atomically dispersed Gd atoms on MnO2 assist the construction of localized asymmetric [Gd−O−Mn] units, which induces electron accumulation at surrounding oxygen sites by introducing the polarized ionic Gd−O bond. As a result, the P-Gd SAs@MnO2 delivers impressive OER performance with low overpotential (281 mV@10 mA cm −2; ηj10), robust long-term stability, and optimized activation energy (Ea = 32.07 kJ mol−1 at ηj10), which are superior to RE-free MnO2, commercial RuO2, and most Mn-based catalysts. Similar enhanced OER performance can also be found for other P-RE SAs@MnO2 (RE = La, Ce, Tm, and Lu). X-ray absorption and in situ Raman spectroscopy unveil the preferred electron accumulation at Mn−O, promoting the formation of terminal MnIV=O intermediates in OER. Theoretical calculations demonstrate that the construction of [Gd−O−Mn] unit endows the surface lattice unsaturated O site with the labile property, which assists the direct formation of (O−O) dimer for circumventing the universal scaling relation applied by the formation of *OOH. This work opens up a new avenue for the design of transition metal oxides with modulated oxygen state to break the limitation of the adsorbate evolution mechanism during OER.