頂刊封面優(yōu)秀成果精選再一次和大家見(jiàn)面啦！諸多優(yōu)秀成果中，對(duì)文章的繪圖都下足了功夫，生動(dòng)形象又吸引眼球。在材料圈頂流的期刊上發(fā)封面文章，可見(jiàn)自己的工作不僅得到同行專家的任何，更是對(duì)自己科研生涯的一次褒獎(jiǎng)。進(jìn)入11月份，筆者為大家精選數(shù)篇優(yōu)秀封面成果，供大家學(xué)習(xí)參考。  

1、Nature：氫化碳硫中的室溫超導(dǎo)

富含大量氫的材料在一些體系中展現(xiàn)了高壓條件中的高溫超導(dǎo)現(xiàn)象。其中一項(xiàng)重要的發(fā)現(xiàn)是H2S在高壓處理過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)镠3S，轉(zhuǎn)化條件為155 GPa壓力、203 K溫度。H2S、CH4都能和H2混合，在較低壓力中形成主客體結(jié)構(gòu)。在低壓H3S的前體混合物（H2S+H2）中加入CH4，能夠通過(guò)范德瓦爾斯固體大集合體中形成富含H2的混合物體系，能夠在極端條件中構(gòu)成超導(dǎo)主客體結(jié)構(gòu)材料。在此，羅切斯特大學(xué)Ranga P. Dias教授等人報(bào)道了光化學(xué)轉(zhuǎn)變的碳質(zhì)硫氫化物體系的超導(dǎo)性，在267±10 GPa的條件中實(shí)現(xiàn)了287±1.2 K最大超導(dǎo)轉(zhuǎn)換溫度。超導(dǎo)狀態(tài)在一個(gè)較寬的壓力范圍內(nèi)被觀察到，從140到275KMPa，轉(zhuǎn)變溫度在220KMPa以上急劇上升，超導(dǎo)的觀察建立零電阻下。測(cè)試發(fā)現(xiàn)高達(dá)190 GPa的磁化率，在9 T外加磁場(chǎng)中，轉(zhuǎn)化溫度會(huì)降低。更重要的是拉曼光譜用于探測(cè)金屬化之前的化學(xué)和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，在三元體系中引入化學(xué)調(diào)節(jié)可以在較低的壓力下保持室溫超導(dǎo)性能。相關(guān)研究以“Room-temperature superconductivity in a carbonaceous sulfur hydride”為題目，發(fā)表在Nature上。

DOI: 10.1038/s41586-020-2801-z

2、Nature Energy：超輕耐火集流體用于高性能鋰離子電池

降低無(wú)活性元件和安全隱患是實(shí)現(xiàn)高能量鋰離子電池的兩個(gè)重要挑戰(zhàn)。高密度的金屬箔電流收集器是鋰離子電池的典型集成部分，但沒(méi)有提供容量。同時(shí)，高能電池也會(huì)帶來(lái)更多的消防安全問(wèn)題。在這里，斯坦福大學(xué)崔屹教授等人報(bào)告了一種復(fù)合電流集熱器的設(shè)計(jì)，同時(shí)最小化了電池內(nèi)部的“自重”，并提高了防火安全性。通過(guò)在兩層超薄銅層（~500 nm）之間夾入一層嵌入三苯基磷酸鹽（TPP）阻燃劑的聚酰亞胺（PI），制備出一種超輕聚酰亞胺基集流體（9 μm，比質(zhì)量1.54 mg cm ?2）。與用最薄的商用金屬箔集電器組裝的鋰離子電池相比，設(shè)計(jì)的復(fù)合集電器可以實(shí)現(xiàn)比能量提高16-26%，在短路和熱失控等極端條件下可快速阻燃。相關(guān)研究以“Ultralight and fire-extinguishing current collectors for high-energy and high-safety lithium-ion batteries”為題目，發(fā)表在Nature Energy上。

DOI: 10.1038/s41560-020-00702-8

3、Nature Chemistry：通過(guò)有機(jī)層供受體相互作用調(diào)節(jié)二維雜化層鈣鈦礦中激子結(jié)合能

半導(dǎo)體內(nèi)部靜電相互作用的強(qiáng)度強(qiáng)烈影響其在光電子器件中的性能。一個(gè)重要的目標(biāo)是調(diào)節(jié)材料的激子結(jié)合能、通過(guò)靜電庫(kù)侖力束縛電子-空穴對(duì)的能量等。在這里，麻省理工學(xué)院William A. Tisdale教授聯(lián)合美國(guó)西北大學(xué)Samuel I. Stupp教授等人報(bào)告了一個(gè)二維雜化鈣鈦礦家族的摻雜，其中無(wú)機(jī)鹵化鉛片與萘基有機(jī)層（四氯-1,2-苯醌TCBQ）交替。對(duì)于4/7 n = 1的鈣鈦礦中，將包含電子的TCBQ摻雜劑注入含有供電子萘的有機(jī)亞晶格中，可以調(diào)節(jié)材料的激子結(jié)合能。萘- TCBQ電子給體-受體相互作用增加了激子的靜電屏蔽，進(jìn)而降低激子相對(duì)于未摻雜鈣鈦礦的結(jié)合能，在一個(gè)系統(tǒng)中降低了近50%。結(jié)構(gòu)和光學(xué)表征表明，盡管摻雜分子增加了無(wú)機(jī)晶格層間的間距，但無(wú)機(jī)晶格并沒(méi)有發(fā)生明顯的微擾。相關(guān)研究以“Tunable exciton binding energy in 2D hybrid layered perovskites through donor–acceptor interactions within the organic layer”為題目，發(fā)表在Nature Chemistry上。

DOI: 10.1038/s41557-020-0488-2

4、AM：基于有機(jī)硅納米顆粒的低成本陰極界面緩沖層用于高效穩(wěn)定的有機(jī)太陽(yáng)能電池

界面緩沖層連接光電活性物質(zhì)與電極基底，是太陽(yáng)能電池對(duì)外輸出電能的關(guān)鍵。傳統(tǒng)倒置太陽(yáng)能電池陰極界面緩沖層采用氧化鋅。但氧化鋅在紫外光長(zhǎng)時(shí)間照射下穩(wěn)定性差，造成太陽(yáng)能電池性能快速衰減。針對(duì)此問(wèn)題，華南師范大學(xué)報(bào)道了一種基于有機(jī)氧化硅納米顆粒的倒置太陽(yáng)能電池陰極界面緩沖層。通過(guò)水熱法，利用有機(jī)硅烷和玫瑰紅（rose bengal）合成了直徑約5 nm的有機(jī)氧化硅納米顆粒。采用新型氧化硅納米顆粒陰極界面緩沖層的倒置太陽(yáng)能電池性能穩(wěn)定性優(yōu)異：經(jīng)AM 1.5 G模擬陽(yáng)光照射10 h后輸出電流無(wú)任何衰減，最大光轉(zhuǎn)換效率達(dá)17.15%。相關(guān)研究以“A Cost-Effective, Aqueous-Solution-Processed Cathode Interlayer Based on Organosilica Nanodots for Highly Efficient and Stable Organic Solar Cells”為題目，發(fā)表在AM上。

DOI: 10.1002/adma.202002973

5、AFM：全摻雜的共軛聚合物薄膜：優(yōu)化電導(dǎo)率及相關(guān)熱電性能

傳統(tǒng)的共軛聚合物化學(xué)摻雜過(guò)程往往會(huì)導(dǎo)致?lián)诫s膜的形態(tài)下降或摻雜效率不高，這主要是由于摻雜物之間的聚集或摻雜劑擴(kuò)散不足。韓國(guó)亞洲大學(xué)Jong H. Kim及韓國(guó)建國(guó)大學(xué)Bong-Gi Kim教授提出了一種新的策略性摻雜方法“雜摻雜”，可以在不影響CP膜表面形貌的情況下，最大限度地提高CPs的摻雜效率。雜化摻雜的優(yōu)點(diǎn)是它結(jié)合了混合摻雜和順序浸泡兩種工藝。基于系統(tǒng)性特征包括光譜、結(jié)構(gòu)和電分析，研究， 結(jié)果表明，雜化摻雜可以使CP薄膜的結(jié)晶區(qū)和非晶態(tài)區(qū)實(shí)現(xiàn)全區(qū)域摻雜，得到高導(dǎo)電性的P3HT和PIDF-BT膜。特殊的導(dǎo)電性彌補(bǔ)了減小的塞貝克系數(shù)，從而使功率因數(shù)達(dá)到26.8和76.1uW?1 K?2。雜化摻雜是同時(shí)優(yōu)化各種CPs的電導(dǎo)率和熱電性能的一種策略方法。相關(guān)研究以“Exploring Wholly Doped Conjugated Polymer Films Based on Hybrid Doping: Strategic Approach for

Optimizing Electrical Conductivity and Related Thermoelectric Properties”為題目，發(fā)表在AFM上。

DOI: 10.1002/adfm.202004598

6、JACS：一種用于納米顆粒再分散的高溫脈沖法

納米顆粒存在聚集和中毒問(wèn)題（例如氧化），這將嚴(yán)重阻礙其長(zhǎng)期應(yīng)用。然而，當(dāng)前的再分散方法，如在氧化和還原環(huán)境中持續(xù)加熱，面臨的挑戰(zhàn)包括長(zhǎng)時(shí)間加熱引起的晶粒生長(zhǎng)效應(yīng)以及復(fù)雜的程序。馬里蘭大學(xué)帕克分校胡良兵教授報(bào)告了一種簡(jiǎn)便和有效的再分散過(guò)程，使我們能夠直接將大型聚合粒子轉(zhuǎn)化為納米級(jí)材料。該方法以一片碳納米纖維作為加熱器（~ 1500-2000 K），快速提高處理溫度并維持極短的時(shí)間（100 ms），然后以105K/s的冷卻速率快速淬火回室溫，抑制燒結(jié)。在這些條件下，我們證明了大的聚集的金屬氧化物顆粒再分散成10 nm大小的金屬納米顆粒，均勻地分布在基體上。此外，納米顆粒的金屬狀態(tài)在熱處理過(guò)程中通過(guò)還原得到更新。再分散過(guò)程除去雜質(zhì)和有毒元素，但由于超短的加熱脈沖時(shí)間，能夠保持基體的完整性。這種方法也比傳統(tǒng)的再分散處理（~h）快得多（~ms），為各種應(yīng)用提供了一種實(shí)用的再分散降解顆粒的策略。相關(guān)研究以“A High-Temperature Pulse Method for Nanoparticle Redispersion”為題目，發(fā)表在JACS上。

DOI: 10.1021/jacs.0c04887

7、Angew：負(fù)載PdCu的空心碳球納米反應(yīng)器：空洞抑制液相加氫

中空結(jié)構(gòu)納米反應(yīng)器由于其空隙限制效應(yīng)引起了催化研究的廣泛關(guān)注。然而，明確排除這些限制效應(yīng)的挑戰(zhàn)是將它們與影響催化作用的其他因素解耦。在此，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所Jian Liu聯(lián)合青島生物能源與生物處理技術(shù)研究所

Guang-Hui Wang教授等人合成了一對(duì)空心碳球（HCS）納米反應(yīng)器，分別由預(yù)先合成的PdCu納米顆粒包裹在HCS內(nèi)部（PdCu@HCS），并在HCS外部（PdCu/HCS）支撐，同時(shí)保持其他結(jié)構(gòu)特征不變。在兩種相反的納米反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，在雙室反應(yīng)器中研究了液相加氫過(guò)程中的空隙限制效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，PdCu@HCS上的氫化反應(yīng)是一種形狀選擇性催化，可以被加速（反應(yīng)物的積累），減速（傳質(zhì)限制），甚至被抑制（分子篩分效應(yīng)）；可進(jìn)一步促進(jìn)空隙空間中的中間介質(zhì)的轉(zhuǎn)換。利用這一原理，可以選擇性地產(chǎn)生一種特定的亞胺。這項(xiàng)工作為空心納米反應(yīng)器的基本催化作用提供了概念上的證明。相關(guān)研究以“Hollow Carbon Sphere Nanoreactors Loaded with PdCu Nanoparticles: Void-Confinement Effects in Liquid-Phase Hydrogenations”為題目，發(fā)表在Angew.上。

DOI: 10.1002/anie.202007297

8、ACS Nano：高結(jié)晶中空環(huán)狀硫化銅作為一種多功能的陽(yáng)離子交換納米平臺(tái)

通過(guò)陽(yáng)離子交換對(duì)納米晶進(jìn)行后改性，可以在保留結(jié)構(gòu)基元的同時(shí)，使納米材料的組成多樣化。銅復(fù)合納米粒子作為模板尤其有用，因?yàn)槠涔逃腥毕菘梢宰鳛橛行У年?yáng)離子擴(kuò)散路徑和優(yōu)良的陽(yáng)離子遷移率。然而，還沒(méi)有報(bào)告形狀控制銅納米粒子的合成，因?yàn)榈诙庪x子金屬化合物的引入可能會(huì)破壞所需的納米顆粒形態(tài)和結(jié)晶度由于高能離子擴(kuò)散和混合。在此，韓國(guó)高麗大學(xué)Kwangyeol Lee教授報(bào)告了利用三（二乙胺）膦將硫化銅的結(jié)構(gòu)基序轉(zhuǎn)化為硫化銅磷的可行性。陰離子混合的硫化銅以空心圓環(huán)的形式可以提供一個(gè)途徑，以前無(wú)法達(dá)到的相和形態(tài)。研究驗(yàn)證了硫磷銅空心環(huán)面作為陽(yáng)離子交換模板的多功能性通過(guò)成功合成鈷、鎳、銦、鎘磷硫化物以及保留結(jié)構(gòu)基元的雙金屬鈷鎳磷硫化物（Co2-x Nix P1-y Sy）。

相關(guān)研究以“Highly Crystalline Hollow Toroidal Copper Phosphosulfide via Anion Exchange: A Versatile Cation Exchange Nanoplatform”為題目，發(fā)表在ACS Nano上。

DOI: 10.1021/acsnano.0c02891