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頂刊封面：七月材料領域優秀成果十大精選

2018-08-08 13:35:28 作者：牛編輯來源：材料人分享至：

1、Nature Materials封面：磁性渦輪

牛津大學的P. G. Radaelli以及美國威斯康星大學麥迪遜分校的C.-B. Eom（共同通訊作者）等人利用X光磁線/圓二色譜光發射電子顯微學等實驗手段首次觀察到了反鐵磁性赤鐵礦外延膜中的渦旋（vortices）的形成過程。其中尤為引人注目的是，擁有與該赤鐵礦渦旋結構相同的渦旋狀態和回轉數的鐵磁性拓撲結構能夠通過界面交換被印刻在超薄鈷鐵磁多層膜結構上。該研究證明了通過施加磁場可以達到操控渦旋孤子對的目的。

文獻鏈接：Observation of magnetic vortex pairs at room temperature in a planar α-Fe2O3/Co heterostructure（Nature Materials, 2018, DOI: 10.1038/s41563-018-0101-x）

2、Nature Nanotecnology封面：超高拉伸強度的碳納米管管束

清華大學的張如范、李喜德教授以及魏飛教授（共同通訊作者）的聯合團隊在超強碳納米管纖維領域首次報道了接近單根碳納米管理論強度的超長碳納米管管束。該研究利用原位氣流聚焦法實現了厘米級連續碳納米管管束的制備，這種新型管束具有確定的組成、完美的結構以及平行的排列狀態，可以規避由于碳納米管內部結構缺陷和雜亂取向而引起的纖維強度下降。據研究統計分析，這種管束的拉伸強度可以提高到80GPa以上，超過了所有已知的纖維材料。這項工作揭示了碳納米管用于制造超強纖維的潛在前景，為發展新型超強纖維奠定了基礎。

文獻鏈接：Carbon nanotube bundles with tensile strength over 80 GPa（Nature Nanotechnology, 2018, DOI: 10.1038/s41565-018-0141-z）

3、Nature Chemistry封面：氨基酸編碼制備導電納米結構

美國紐約城市大學的Rein V. Ulijn（通訊作者）課題組展示了可以通過利用氨基酸修飾自組裝內核分子來控制其兩親性并進一步調節其組裝模式的方法。研究人員分別采用亞胺類有機半導體和構型不同的酪氨酸甲酯作為內核分子和競爭性反應位點，在引入編碼氨基酸后，酯的水解和酰胺化反應在動力學上相互競爭從而導致氨基酸的共價/非共價引入，最終實現了超分子自組裝路徑的多樣化。而有機半導體內核分子的存在促使電子線的形成和降解，因此這一方法可用于制備瞬態導電納米結構。

文獻鏈接：Amino-acid-encoded biocatalytic self-assembly enables the formation of transient conducting nanostructures（Nature Chemistry, 2018, DOI: 10.1038/s41557-018-0047-2）

4、Nature Catalysis封面：光“干涉”聚合反應

柏林洪堡大學的Stefan Hecht（通訊作者）團隊報道了利用單光轉換催化劑系統遠程控制開環聚合反應的研究。通過將苯酚基團引入到芳烯型結構，研究人員探索了光誘導酮-烯醇互變實現單體可逆活化的策略。在這一策略中，利用紫外光或者可見光可以可控地將單體引入生長中的聚合物鏈，從而實現了聚合過程基態催化的外源調節，為創造新型聚合物結構提供了可能性。

文獻鏈接：A photoswitchable catalyst system for remote-controlled （co）polymerization in situ（Nature Catalysis, 2018, DOI: 10.1038/s41929-018-0091-8）

5、Joule封面：液態金屬液流電池

斯坦福大學的William C. Chueh和Jason Rugolo（共同通訊作者）等人報道了可通過氧化鋁固體電解質來穩定鈉-鉀液流電池。氧化鋁作為一種鉀離子的高效導體，在與鈉-鉀液態金屬的接觸過程中非常穩定，鈉離子交換過程對其影響非常小。該研究也表明此類型電池的開路電壓可以到達3.1-3.4V，室溫下的功率密度也有65 mW cm-2，為制備高性價比液流電池提供了新的策略。

文獻鏈接：High-Voltage, Room-Temperature Liquid Metal Flow Battery Enabled by Na-K|K-β″-Alumina Stability（Joule, 2018, DOI: 1 0.1016/j.joule.2018.04.008）

6、Energy Environ. Sci.封面：無鎘CuInS2/ZnS量子點用于光催化產氫

法國格勒諾布爾大學的J. Fortage、D. Aladakov以及M.-N. Collomb（共同通訊作者）等人發展了一種無鎘核殼CuInS2/ZnS量子點用于光催化產氫應用。在抗壞血酸作為電子供體的條件下，這種量子點與鈷基四氮雜環類分子催化劑形成的新型量子點雜化系統在可見光作用下展現出優異的產氫性能，超越目前報道過的無鎘量子點-分子催化劑雜化系統。這一新型系統為發展黃銅礦納米晶的應用提供了新的方向。

文獻鏈接：Cadmium-free CuInS2/ZnS quantum dots as efficient and robust photosensitizers in combination with a molecular catalyst for visible light-driven H2 production in water（Energy Environ. Sci., 2018, DOI: 10.1039/C8EE00120K）

7、JACS封面：超光滑量子點微圖案

北京航空航天大學的劉歡研究員（通訊作者）等人提出可控液體轉移法將量子溶液轉移到基底上形成超光滑微圖案的策略。在非對稱溶劑蒸發引起的馬蘭戈尼效應流和拉普拉斯壓力的共同作用下，量子點在整個溶液轉移過程中實現了動態平衡，基于這種現象，量子點納米粒子可被均勻地轉移到襯底上的目標區域上。以此為基礎所制備的QLED器件表現出相當高的性能，這一結果提供了一種低成本、簡單、實用的溶液處理方法，即使在空氣中也能用于制備高性能的QLED器件。

文獻鏈接：Ultrasmooth Quantum Dot Micropatterns by a Facile Controllable Liquid-Transfer Approach: Low-Cost Fabrication of High-Performance QLED（JACS, 2018, DOI: 10.1021/jacs.8b02948）材料牛資訊詳戳：J. Am. Chem. Soc.: 簡易可控液體轉移法制備超光滑量子點微圖案——低成本制備高性能QLED

8、Angew封面：氧化錫缺陷摻雜調控用于高性能鈉離子電池

深圳大學的張培新教授和佐治亞理工學院的林志群教授（共同通訊作者）等人合作通過調控靜電紡絲碳纖維中包覆的氧化錫顆粒的氧缺陷摻雜行為，極大地改善了鈉離子電池材料的性能。這種材料在無需粘結劑和導電添加劑的前提下便可以作為工作電極使用，不僅如此，與以往的鈉離子電池相比表現出了優異的電化學性能（高可逆容量、超長循環穩定性以及優異的倍率性能）。

文獻鏈接：Robust SnO2?x Nanoparticle‐Impregnated Carbon Nanofibers with Outstanding Electrochemical Performance for Advanced Sodium‐Ion Batteries（Angew, 2018, DOI: 10.1002/anie.201802672）

9、Angew封面：雙金屬有機框架系統

OER南京師范大學的蘭亞乾和李亞飛（共同通訊作者）等人通過設計合成一系列的穩定MOF材料來闡釋雙金屬電催化劑的優異性能機理。這種雙金屬MOFs以多元金屬羧酸鹽作為原料，并且所有的雙金屬MOFs的OER性能全部優于單金屬MOFs。DFT理論計算以及實驗結果均表明第二金屬原子的引入可以提高原有金屬原子的活性，這一結果為設計高效能量存儲轉換器件提供了新的策略。

文獻鏈接：Exploring the Performance Improvement of the Oxygen Evolution Reaction in a Stable Bimetal–Organic Framework System（Angew, 2018, DOI: 10.1002/adma.201800237）

10、Advanced Materials封面：三維DNA折紙晶體