顶刊封面: 二月材料领域优秀成果十大精选

大黑天 6年前 (2018-03-09) 7259浏览

1、Nature Material封面：利用位错合成嵌入二维材料中的一维纳米线

阿卜杜拉国王滚球体育大学的Lain-Jong Li和康奈尔大学David A. Muller（共同通讯）在Nature Materials上发表了题为“Sub-nanometre channels embedded in two-dimensional materials”的研究论文，文中报道了一种使用位错催化直接合成嵌入WSe2单层的亚纳米宽一维（1D）二硫化钼通道的方法。合成的一维通道没有失配位错和悬挂键，与嵌入的二维矩阵形成一个连贯的界面。周期性位错阵列在WSe2中产生相干MoS2 1D通道的二维超晶格。并使用分子动力学模拟，确定了2D材料的其他组合也可以形成一维通道。

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文献链接：Sub-nanometre channels embedded in two-dimensional materials（Nature Material，2018，Doi:10.1038/nmat5038）

2、Nature Nanotechnology封面：分子结的帕帖尔冷却效应

马德里自治大学Juan Carlos Cuevas，密歇根大学 Edgar Meyhofer 和Pramod Reddy（共同通讯作者）等人报道了一种直接实验观测分子结中的帕尔帖冷却现象。通过集成导电原子力显微镜和皮瓦分辨的量热设备搭建测试平台以确保对分子结的电、热电和能量耗散进行统一表征。并研究了金和不同分子构建的分子结在升温或冷却时能量传输间的关系。

文献链接：Peltier cooling in molecular junctions（Nature Nanotechnology，2018，Doi:10.1038/s41565-017-0020-z）

3、Nature Catalysis封面：Cu箔不同晶面对CO₂电化学还原C-C耦合的选择性

斯坦福大学Karen Chan和哈佛大学Haotian Wang（共同通讯作者）等人利用DFT原理计算了在CO₂还原过程中，不同Cu晶面上初始C-C耦合步骤的能量，表明Cu(100)面和台阶面(211)较Cu(111)面更倾向于促进C₂₊产物的形成。并通过调控Cu箔的暴露晶面研究金属离子电池循环反应来证实这一结果。

文献链接：Metal ion cycling of Cu foil for selective C–C coupling in electrochemical CO2 reduction（Nature Catalysis，2018，Doi:10.1038/s41929-017-0009-x）

4、Chem封面：半导体聚合物构建单分子力光谱

剑桥大学Alessio Zaccone（通讯作者）等人利用荧光掺杂的柔性半导体聚合物构建了单分子传感器，可以在分子环境中探测超微弱的力，使分子传感器检测阈值突破了2个数量级。

文献链接：Harnessing Entropy in Single-Molecule Force Spectroscopy with Semiconducting Polymers（Chem，2018，DOI: https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.01.014）

5、JACS封面：通过团簇自组装构建类石墨烯蜂窝结构薄膜

南开大学王维、清华大学燕立唐和浙江理工大学 Goran Ungar（共同通讯作者）等人报道构建了具有蜂窝结构的单层和多层分子薄膜，可被认作自组装人工石墨烯（SAAG）。通过共价连接两种团簇，一个多金属氧酸盐和四个聚倍半硅氧烷构建扇形分子搭建模块。精准的形貌控制可以确保这些复杂分子自组装成单层2D蜂窝超晶格。SAAG和其模块的成功合成扩宽了具有特异性质的自组装纳米材料制备的前景。

文献链接：Mesoscale Graphene-like Honeycomb Mono- and Multilayers Constructed via Self-Assembly of Coclusters（JACS，2018，DOI: 10.1021/jacs.7b11324）

6、Angew. Chem. Int. Ed. 封面：3D纳米结构水凝胶框架用于高性能复合聚合物锂离子电池电解液

德克萨斯大学奥斯汀分校Guihua Yu（通讯作者）等人设计了3D纳米结构水凝胶诱导的 Li_0.35La_0.55TiO₃(LLTO)框架，用作高性能复合聚合物锂离子电解液的3D纳米填料。研究表明LLTO框架提高了锂离子电池的电导率，室温下可达8.8×10⁻⁵ S cm⁻¹。

文献链接：A 3D Nanostructured Hydrogel-Framework-Derived High-Performance Composite Polymer Lithium-Ion Electrolyte（Angew. Chem. Int. Ed.，2018，DOI: 10.1002/anie.201710841）

7、Angew. Chem. Int. Ed. 封面：BP/BiVO₄二维异质结用于光催化水分解

大阪大学Mamoru Fujitsuka和Tetsuro Majima（共同通讯作者）等人受自然启发，基于2D黑磷（BP）/钒酸铋（BiVO₄）异质结构建了Z型光催化系统。有效的电荷分离使得在BP和BiVO₄上分别发生水的还原和氧化反应。在波长高于420nm光照下，BP/BiVO₄上最大H₂和O₂产生速率约为160和102μmol g⁻¹ h⁻¹。

文献链接：Z-Scheme Photocatalytic Water Splitting on a 2D Heterostructure of Black Phosphorus/Bismuth Vanadate Using Visible Light（Angew. Chem. Int. Ed.，2018，DOI: 10.1002/anie.201711357）

8、Angew. Chem. Int. Ed. 封面：构建柔性SEI膜层用于长寿命金属锂负极

中科院化学所文锐和郭玉国（共同通讯作者）等人设计出智能高弹性锂聚丙烯酸（LiPAA）SEI膜层，能通过自适应界面调控控制动力学Li的嵌入/脱出过程。LiPAA聚合物具有高键合能力以及很好的稳定性，这种智能SEI膜层显著的减少了副反应的发生，提高了电池的安全性。

文献链接：A Flexible Solid Electrolyte Interphase Layer for Long-Life Lithium Metal Anodes（Angew. Chem. Int. Ed.，2018，DOI: 10.1002/anie.201710806）

9、Adv. Mater. 封面：生物可降解的光响应“纳米摇铃”实现癌症诊疗一体化

深圳大学黄鹏教授和温州大学杨云研究员（共同通讯作者）等人报道了一种生物可降解的光响应纳米摇铃，可以在激光激发下利用超声/光声双模态成像对癌症进行诊断，同时实现癌症光热治疗。该研究最大的创新点在于研究者将金纳米棒（GNR）与全氟戊烷（PFP）同时负载到介孔二氧化硅中，得到光响应纳米摇铃：GNR@SiO2-PFP，利用GNR的光热效应激发PFP产生微泡得到高质量的图像，同时实现对癌症的光热治疗作用；另外，利用介孔二氧化硅作为载体，不仅可以延长其血液循环时间，而且可生物降解降低体内毒性。这一材料的发明为后续癌症的诊断与治疗研究提供了新的方向和思路。

文献链接：Light-Responsive Biodegradable Nanorattles for Cancer Theranostics（Adv. Mater.，2018，DOI: 10.1002/adma.201706150）

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10、Adv. Mater. 封面：新型的直接墨水书写3D打印技术

麻省理工学院的赵选贺教授（通讯作者）等人提出了一种新型的直接墨水书写3D打印策略，利用粘弹性墨水的形变、不稳定性和断裂，突破了直接墨水书写3D打印技术中的限制。他们采用单一喷嘴打印出比喷嘴直径分辨率更高的纤维，并且打印了有梯度的、可设计膨胀性能的3D结构。另外，还阐述了墨水的机械性能在3D打印技术中的重要作用。

文献链接：A New 3D Printing Strategy by Harnessing Deformation, Instability, and Fracture of Viscoelastic Inks（Adv. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adma.201704028）

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本文由材料人学术组大黑天供稿，欧洲足球赛事编辑整理。

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