頂刊封面: 一月材料領域優秀成果十大精選

大黑天 6年前 (2018-02-13) 6937瀏覽

1、Science封面：電場調控納米機器手自組裝

慕尼黑工業大學Friedrich C. Simmel（通訊作者）等人制備了一個具有25 nm長機器手的55 nm × ?55 nm的DNA基分子平臺，具有的機器手可以延伸至400 nm，并且可以通過施加外電場調控。在毫秒內就可以實現對機器手在平臺任意位置的精準和計算機調控。通過電場調控，機器手可以用于分子或納米顆粒的傳輸。

文獻鏈接：A self-assembled nanoscale robotic arm controlled by electric fields（Science，2018，DOI: 10.1126/science.aao4284）

2、Nature Materials封面：過渡金屬二硫化物中的狄拉克錐及拓撲表面態

東京大學M. S. Bahramy和圣安德魯斯大學 P. D. C. King（共同通訊作者）等人通過DFT理論計算和自旋、角分辨光電效應，發現在過渡金屬二硫化物（TMDs）中普遍存在Ⅰ型和Ⅱ型三維塊體狄拉克費米子的共存以及拓撲表面態和表面諧振的轉變。并已證實這存在于六種TMDs中，為進一步調整，并探索他們的拓撲物理結構開辟了道路。

文獻鏈接：Ubiquitous formation of bulk Dirac cones and topological surface states from a single orbital manifold in transition-metal dichalcogenides（Nat. Mater.，2017，DOI: 10.1038/nmat5031）

3、Nature Nanotechnology封面：細菌對Ag納米顆粒抗藥性產生原因及解決方法

帕拉茨基大學 Libor Kvítek和 Radek Zbo?il（共同通訊作者）等人研究了不同菌種對Ag納米顆粒抗藥性的產生原因，發現抗藥性源于細菌鞭毛分泌的鞭毛蛋白所起的粘結作用，從而導致納米顆粒的聚集。這種抗藥性沒有涉及任何的基因改變，僅僅是表型的改變，改變了納米顆粒的膠體穩定性因而降低了它們的抗菌活性。而減少這種抗藥性可以通過添加石榴皮提取物來抑制鞭毛蛋白的分泌。

文獻鏈接：Bacterial resistance to silver nanoparticles and how to overcome it（Nature Nanotechnology，2017，DOI：10.1038/s41565-017-0013-y）

4、Nature Chemistry封面：光譜法研究TiO₂鍵合的分子催化劑的連續氧化過程

加州大學爾灣分校Shane Ardo（通訊作者）等人利用光譜學手段研究了分子Ru（Ⅱ）吡啶燃料經過低強度可見光激發后，二重氧化態TiO₂鍵合的分子催化劑的產生。電子從激發態的燃料相TiO₂轉移，產生Ru（ⅠⅡ）態，隨之與鄰近的Ru（Ⅱ）燃料進行多次自電子交換反應，最終在電荷重組前氧化遠處錨定的催化劑。

文獻鏈接：Direct observation of sequential oxidations of a titania-bound molecular proxy catalyst generated through illumination of molecular sensitizers（Nature Chemistry，2017，Doi:10.1038/nchem.2892）

5、Nature Energy封面：用于安全電池的有機電解質

日本東京大學Atsuo Yamada（通訊作者）團隊報道了一種濃縮鹽電解質設計，通過在陽極上自發形成堅固的無機鈍化膜來解決上述的困境。實驗證明使用鹽和普通阻燃溶劑（磷酸三甲酯）的濃縮電解質，不含任何添加劑或軟粘合劑，使硬碳和石墨陽極的穩定充放電循環超過1000次循環（超過一年），這種性能與常規可燃碳酸鹽電解質的性能相當或更為優越。濃縮電解液的非常規鈍化特性與其滅火性能相結合，有助于開發安全，持久的電池，從而開發出更高能量密度的電池。

文獻鏈接：Fire-extinguishing organic electrolytes for safe batteries（Nat. Energy，2017，DOI:10.1038/s41560-017-0033-8）

材料牛資訊詳戳：Nat. Energy：用于安全電池的有機電解質

6、Nature Catalysis封面：過渡金屬MN₄C₄型單原子電催化劑的普適性合成方法

美國加州大學洛杉磯分校段鑲鋒、黃昱以及沙特阿拉伯沙特國王大學Imran Shakir（共同通訊作者）等人報道了一種合成具有明確結構的過渡金屬（Fe、Ni、Co）MN₄C₄型單原子電催化劑的普適性方法，并系統研究了MN₄C₄型單原子電催化劑的構效關系。并結合DFT計算，經過電化學測試證實不同過渡金屬單原子催化劑的ORR催化活性趨勢為Ni>Co>Fe。

文獻鏈接：General synthesis and definitive structural identification of MN4C4 single-atom catalysts with tunable electrocatalytic activities（Nature Catalysis，2018，Doi:10.1038/s41929-017-0008-y）

7、Chem封面：新型高吸水高穩定性的MOF合成

阿卜杜拉國王科技大學Mohamed Eddaoudi（通訊作者）等人成功合成了集化學和水解穩定性于一身的鉻基MOF，命名為Cr-soc-MOF-1。除了具有必需的熱和化學穩定性外，Cr-soc-MOF-1還具有很高的吸附性，具有高孔隙率（表面積為4549 m²/g）,可以吸收其自重兩倍的水量（200 wt%），吸收-解吸循環可超過100次。這種MOF結構在濕度調控、去濕及脫鹽等領域有著潛在的應用。

文獻鏈接：Reticular Chemistry in Action: A Hydrolytically Stable MOF Capturing Twice Its Weight in Adsorbed Water（Chem，2017，DOI: https://doi.org/10.1016/j.chempr.2017.11.005）

8、JACS封面：BN摻雜納米石墨烯的硼化方法

日本關西學院大學Takuji Hatakeyama（通訊作者）等人通過選擇合適的硼源和布朗斯特堿，發現一次實現三芳胺的多重硼化反應的方法。在硼化反應的輔助下，一系列BN摻雜的納米石墨烯從傳統的原材料經由兩步反應轉變得到。

文獻鏈接：One-Shot Multiple Borylation toward BN-Doped Nanographenes（JACS，2018，DOI: 10.1021/jacs.7b10578）

9、Angew. Chem. Int. Ed. 封面：金屬電池中構建原位有機/無機雜化SEI膜

康奈爾大學Lynden A. Archer（通訊作者）等人報道了利用SiCl4交聯化學法在金屬負極上原位合成穩定SEI膜。這種混合態的SEI膜由Si連接的OOCOR分子組成，可以裝載LiCl鹽，表現出很高的電荷傳輸動力學特性，同時，相較自發形成類似物來說，交換電流密度要高5倍。經過電化學分析及光學表征，在對稱Li/Li和Na/Na電池中，Li和Na的沉積情況表面雜化SEI膜在高電流密度下（3-5 mA cm^-2）表現出很好形貌控制。

文獻鏈接：Building Organic/Inorganic Hybrid Interphases for Fast Interfacial Transport in Rechargeable Metal Batteries（Angew. Chem. Int. Ed.，2017，DOI: 10.1002/anie.201711598）

10、Angew. Chem. Int. Ed. 封面：鈉金屬負極中電解液分解及氣體析出機制