顶刊封面: 六月材料领域优秀成果十大精选
1、Nature Nanotechnology封面：光“变”水
美国科罗拉多大学博尔德分校杨荣贵教授、北京理工大学曲良体教授以及美国德州大学奥斯汀分校的余桂华教授（共同通讯作者）合作利用具有多级纳米结构的水凝胶材料在1个标准太阳光（1 kW/m2）下实现了高效、快速的水蒸发及盐水分离。这种多级纳米结构水凝胶由相互贯穿的聚乙烯醇（PVA）和聚吡咯（PPy）构成。其中，聚乙烯醇分子链交联成三维网络结构形成凝胶骨架。同时，聚吡咯分子团在聚乙烯醇物理交联过程中起到模板作用。因此，不同于纯聚乙烯醇凝胶，该复合凝胶内部形成了更大尺寸的通道。这种三级多孔结构有利于加快水分的蒸发。这项研究同时揭示出水与材料之间的相互作用在水蒸发过程中扮演的重要角色，为进一步探索和理解太阳能海水淡化中涉及的基本物理化学过程提供了新的视角。
文献链接：Highly efficient solar vapour generation via hierarchically nanostructured gels（Nature Nanotechnology, 2018, DOI:10.1038/s41565-018-0097-z）
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2、Nature Catalysis封面：生物催化二氧化碳变成燃料
加州大学尔湾分校的Yilin Hu（通讯作者）等人展示了铁蛋白可以在正常环境条件中有效还原二氧化碳和一氧化碳。研究证明这一反应活性来自于铁蛋白中含有的硫化铁簇，并进一步人工合成了硫化铁簇可催化溶液中相同环境条件的反应。该研究还通过理论计算提出了一种涉及醛类中间体的反应机理，这些结果为基于 硫化铁类催化剂的活化性能和还原一氧化碳和二氧化碳的机理研究提供了框架，同时促进了硫化铁类催化剂的发展。
文献链接：Ambient conversion of CO2 to hydrocarbons by biogenic and synthetic [Fe4S4] clusters（Nature Catalysis, 2018, DOI:10.1038/s41929-018-0079-4）
3、Chem封面：离子 “锁住”水分子
美国波士顿学院的Dunwei Wang（通讯作者）课题组发明了一种盐包水的不含有机溶剂的电解质系统。在这一系统中，电解质由高浓度的LiTFSI构成，这其中的水分子被离子锁定，从而在与其他氧物种接触过程中几乎不展现反应活性。因此这一稳定的电解质使得锂-氧气电池在正极上稳定操作成为可能，为制备高性能锂-氧气电池提供新的方法。
文献链接：Cathodically Stable Li-O2 Battery Operations Using Water-in-Salt Electrolyte（Chem, 2018, DOI: 10.1016/j.chempr.2018.03.001）
4、JACS封面：用于多模式生物成像的AIEgen核壳纳米颗粒
香港滚球体育 大学的唐本忠院士（通讯作者）团队通过银离子和AIEgen（具有聚集诱导发光性质的分子）的氧化还原反应制备了一种新型的以银纳米颗粒为核的AIEgen核壳纳米颗粒。这种纳米颗粒整合了银纳米颗粒和AIEgen分子的性质，兼具优异的聚集态荧光和等离子散射能力。此外，这一纳米颗粒表现出良好的生物相容性和抗环境破坏能力，因此在暗场显微、荧光成像以及X射线CT成像等领域具有优异的表现。
文献链接：Redox-Active AIEgen-Derived Plasmonic and Fluorescent Core@Shell Nanoparticles for Multimodality Bioimaging（JACS, 2018, DOI: 10.1021/jacs.8b02350）
5、Angew封面：新型层状膜实现水和有机溶剂高效传递和分子精准筛分
澳大利亚阿德莱德大学的乔世璋教授和南开大学的郭玮炜（共同通讯作者）等人用双层MXenes作为建构单元构建了均一的层状膜。这种层状膜经过自堆叠可拥有取向有序的2纳米通道，可实现精确的水分子和有机物渗透。此外，研究还建立了相应模型探讨了纳米通道中分子传输机制，为构建用于传输和分离的通道膜开辟了新的道路。
文献链接：A Regularly Channeled Lamellar Membrane for Unparalleled Water and Organics Permeation（Angew, 2018, DOI: 10.1002/anie.201803953）
6、Angew封面：高工作电压及倍率性能的水系K-Na混合离子电池
北京大学深圳研究生院的Mianqi Xue以及李锐（共同通讯作者）等人构建了新型的水系K-Na混合离子电池。在这一电池系统中，K2FeFe(CN)6作为正极材料，而碳包覆的NaTi2(PO4)3则作为负极材料。由于这些材料独特的阴离子选择性以及负极超快的离子传输性能，使得该电池具备高倍率性能和高循环性能等特点，可媲美甚至优于铅酸电池、镍/镉和镍氢电池，具有良好的发展前景。
文献链接：Engineering Fast Ion Conduction and Selective Cation Channels for a High‐Rate and High‐Voltage Hybrid Aqueous Battery（Angew, 2018, DOI: 10.1002/anie.201803948）
7、Energy Environ. Sci. 封面：高性能压电纳米发电机
韩国化学技术研究所（KRICT）的Sunho Jeong、Youngmin Choi以及Su Yeon Lee（共同通讯作者）等人利用热塑性三嵌段共聚物与氨基修饰的锆钛酸铅纳米颗粒合成了新型复合薄膜，并在这一薄膜基础上构建了高性能的柔性压电纳米发电机。在这一增强复合材料中，纳米颗粒在无分散剂的存在下可被高度均一地分散分布，从而提高复合材料的压电能量产生能力，并且其输出电压电流不会随时间而降低。因此这一新兴压电纳米发电机很有潜力作为自发电系统中的能量收集器。
文献链接：High-performance piezoelectric nanogenerators based on chemically-reinforced composites（Energy Environ. Sci., 2018, DOI:10.1039/C8EE00014J）
8、Advanced Materials封面：各向异性柔性导电电极
北京航空航天大学的刘欢研究员（通讯作者）等人利用锥状纤维阵列报道了一种新型的定向液体传输策略。在这一阵列中，银纳米线被对齐规整在聚合物基质材料上，之后又在其上涂覆一层导电的聚合物薄层，至此具有各向异性导电能力和优异的光学透射率的透明柔性电极制备完成。不仅如此，这一阵列也可以实现纳米颗粒只在定向银纳米线上沉积的各向异性电化学沉积。这一方法为制备多功能柔性电极开辟了新的道路。
文献链接：Aligning Ag Nanowires by a Facile Bioinspired Directional Liquid Transfer: Toward Anisotropic Flexible Conductive Electrodes（Advanced Materials, 2018, DOI: 10.1002/adma.201706938）
9、Advanced Materials封面：刺激响应智能材料
华东理工大学的郑致刚、张伟安以及肯特州立大学李全（共同通讯作者）等人报道了一种在手性液晶系统中稳定存在的自组织立方软晶格。通过将修饰有光响应分子开关的多面体低聚物硅氧烷纳米笼掺杂进液晶主体中，研究人员可以通过光激发驱动可逆的晶格形变。借助这一发现，研究人员还实现了立方软晶格和螺旋超结构的微图案化并成功地将其应用在光子器件领域。
文献链接：Light‐Driven Reversible Transformation between Self‐Organized Simple Cubic Lattice and Helical Superstructure Enabled by a Molecular Switch Functionalized Nanocage（Advanced Materials, 2018, DOI: 10.1002/adma.201800237）
10、Advanced Energy Materials封面：有机光开关用于太阳能存储
瑞典查尔姆斯理工大学的Kasper Moth‐Poulsen（通讯作者）团队报道了一种降冰片二烯衍生物可用于实现分子太阳热能（MOST）存储。这一衍生物通过D-A反应（Diels‐Alder reactions）来实现制备，并且其产物分子的的切变粘度与菜籽油非常接近，其对太阳能的吸收转化能力远远强于先前报道的液态降冰片二烯，因此为实现基于降冰片二烯的闭合循环能量存储系统提供了可能性。
文献链接：Liquid Norbornadiene Photoswitches for Solar Energy Storage（Advanced Energy Materials, 2018, DOI: 10.1002/aenm.201703401）
本文由材料人学术组NanoCJ供稿，欧洲足球赛事 编辑整理。
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