頂刊封面: 六月材料領域優秀成果十大精選
1、Nature Nanotechnology封面：光“變”水
美國科羅拉多大學博爾德分校楊榮貴教授、北京理工大學曲良體教授以及美國德州大學奧斯汀分校的余桂華教授（共同通訊作者）合作利用具有多級納米結構的水凝膠材料在1個標準太陽光（1 kW/m2）下實現了高效、快速的水蒸發及鹽水分離。這種多級納米結構水凝膠由相互貫穿的聚乙烯醇（PVA）和聚吡咯（PPy）構成。其中，聚乙烯醇分子鏈交聯成三維網絡結構形成凝膠骨架。同時，聚吡咯分子團在聚乙烯醇物理交聯過程中起到模板作用。因此，不同于純聚乙烯醇凝膠，該復合凝膠內部形成了更大尺寸的通道。這種三級多孔結構有利于加快水分的蒸發。這項研究同時揭示出水與材料之間的相互作用在水蒸發過程中扮演的重要角色，為進一步探索和理解太陽能海水淡化中涉及的基本物理化學過程提供了新的視角。
文獻鏈接：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：生物催化二氧化碳變成燃料
加州大學爾灣分校的Yilin Hu（通訊作者）等人展示了鐵蛋白可以在正常環境條件中有效還原二氧化碳和一氧化碳。研究證明這一反應活性來自于鐵蛋白中含有的硫化鐵簇，并進一步人工合成了硫化鐵簇可催化溶液中相同環境條件的反應。該研究還通過理論計算提出了一種涉及醛類中間體的反應機理，這些結果為基于 硫化鐵類催化劑的活化性能和還原一氧化碳和二氧化碳的機理研究提供了框架，同時促進了硫化鐵類催化劑的發展。
文獻鏈接：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：離子 “鎖住”水分子
美國波士頓學院的Dunwei Wang（通訊作者）課題組發明了一種鹽包水的不含有機溶劑的電解質系統。在這一系統中，電解質由高濃度的LiTFSI構成，這其中的水分子被離子鎖定，從而在與其他氧物種接觸過程中幾乎不展現反應活性。因此這一穩定的電解質使得鋰-氧氣電池在正極上穩定操作成為可能，為制備高性能鋰-氧氣電池提供新的方法。
文獻鏈接：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核殼納米顆粒
香港科技大學的唐本忠院士（通訊作者）團隊通過銀離子和AIEgen（具有聚集誘導發光性質的分子）的氧化還原反應制備了一種新型的以銀納米顆粒為核的AIEgen核殼納米顆粒。這種納米顆粒整合了銀納米顆粒和AIEgen分子的性質，兼具優異的聚集態熒光和等離子散射能力。此外，這一納米顆粒表現出良好的生物相容性和抗環境破壞能力，因此在暗場顯微、熒光成像以及X射線CT成像等領域具有優異的表現。
文獻鏈接：Redox-Active AIEgen-Derived Plasmonic and Fluorescent Core@Shell Nanoparticles for Multimodality Bioimaging（JACS, 2018, DOI: 10.1021/jacs.8b02350）
5、Angew封面：新型層狀膜實現水和有機溶劑高效傳遞和分子精準篩分
澳大利亞阿德萊德大學的喬世璋教授和南開大學的郭瑋煒（共同通訊作者）等人用雙層MXenes作為建構單元構建了均一的層狀膜。這種層狀膜經過自堆疊可擁有取向有序的2納米通道，可實現精確的水分子和有機物滲透。此外，研究還建立了相應模型探討了納米通道中分子傳輸機制，為構建用于傳輸和分離的通道膜開辟了新的道路。
文獻鏈接：A Regularly Channeled Lamellar Membrane for Unparalleled Water and Organics Permeation（Angew, 2018, DOI: 10.1002/anie.201803953）
6、Angew封面：高工作電壓及倍率性能的水系K-Na混合離子電池
北京大學深圳研究生院的Mianqi Xue以及李銳（共同通訊作者）等人構建了新型的水系K-Na混合離子電池。在這一電池系統中，K2FeFe(CN)6作為正極材料，而碳包覆的NaTi2(PO4)3則作為負極材料。由于這些材料獨特的陰離子選擇性以及負極超快的離子傳輸性能，使得該電池具備高倍率性能和高循環性能等特點，可媲美甚至優于鉛酸電池、鎳/鎘和鎳氫電池，具有良好的發展前景。
文獻鏈接：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：高性能壓電納米發電機
韓國化學技術研究所（KRICT）的Sunho Jeong、Youngmin Choi以及Su Yeon Lee（共同通訊作者）等人利用熱塑性三嵌段共聚物與氨基修飾的鋯鈦酸鉛納米顆粒合成了新型復合薄膜，并在這一薄膜基礎上構建了高性能的柔性壓電納米發電機。在這一增強復合材料中，納米顆粒在無分散劑的存在下可被高度均一地分散分布，從而提高復合材料的壓電能量產生能力，并且其輸出電壓電流不會隨時間而降低。因此這一新興壓電納米發電機很有潛力作為自發電系統中的能量收集器。
文獻鏈接：High-performance piezoelectric nanogenerators based on chemically-reinforced composites（Energy Environ. Sci., 2018, DOI:10.1039/C8EE00014J）
8、Advanced Materials封面：各向異性柔性導電電極
北京航空航天大學的劉歡研究員（通訊作者）等人利用錐狀纖維陣列報道了一種新型的定向液體傳輸策略。在這一陣列中，銀納米線被對齊規整在聚合物基質材料上，之后又在其上涂覆一層導電的聚合物薄層，至此具有各向異性導電能力和優異的光學透射率的透明柔性電極制備完成。不僅如此，這一陣列也可以實現納米顆粒只在定向銀納米線上沉積的各向異性電化學沉積。這一方法為制備多功能柔性電極開辟了新的道路。
文獻鏈接：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：刺激響應智能材料
華東理工大學的鄭致剛、張偉安以及肯特州立大學李全（共同通訊作者）等人報道了一種在手性液晶系統中穩定存在的自組織立方軟晶格。通過將修飾有光響應分子開關的多面體低聚物硅氧烷納米籠摻雜進液晶主體中，研究人員可以通過光激發驅動可逆的晶格形變。借助這一發現，研究人員還實現了立方軟晶格和螺旋超結構的微圖案化并成功地將其應用在光子器件領域。
文獻鏈接：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：有機光開關用于太陽能存儲
瑞典查爾姆斯理工大學的Kasper Moth‐Poulsen（通訊作者）團隊報道了一種降冰片二烯衍生物可用于實現分子太陽熱能（MOST）存儲。這一衍生物通過D-A反應（Diels‐Alder reactions）來實現制備，并且其產物分子的的切變粘度與菜籽油非常接近，其對太陽能的吸收轉化能力遠遠強于先前報道的液態降冰片二烯，因此為實現基于降冰片二烯的閉合循環能量存儲系統提供了可能性。
文獻鏈接：Liquid Norbornadiene Photoswitches for Solar Energy Storage（Advanced ?Energy Materials, 2018, DOI: 10.1002/aenm.201703401）
本文由材料人學術組NanoCJ供稿，材料牛編輯整理。
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