Adv. Mater. 最新文獻快訊專題Volume28 Issue32

本期專題跟蹤了Advanced Materials于2016年8月24日見刊（Volume 28, Issue 32）的26篇材料相關文獻（共29篇）。

其中中國研究機構發布14篇（以期刊中文獻順序排序）：北京航空航天大學/北京科技大學、國立臺灣大學、清華大學、天津大學、中科院上海應物所、浙江大學、中科院物理所、北京科技大學、清華大學深圳研究院、中國科學技術大學（2篇）、吉林大學/武漢理工大學、南開大學、國立清華大學。

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1、仿生材料：一個正弦架構的螺旋狀生物復合材料

A Sinusoidally Architected Helicoidal Biocomposite（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201670219）

螳螂蝦的前趾示意圖

美國加州大學David Kisailus等人通過研究螳螂蝦的錘狀前趾，發現了一種超微結構，證實高度有序且梯度正弦排列的螺旋狀α-甲殼素纖維，可影響力學各向異性，提高抗沖擊性，表現出更好的能量吸收和應力重分布能力。

文/April_bai

2、北京航空航天大學/北京科技大學-光滑表面：各向異性光滑表面：電驅動智能控制液滴的滑動

Anisotropic Slippery Surfaces: Electric-Driven Smart Control of a Drop's Slide (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601239)

定向冷凍干燥制備的P3HT 薄膜的SEM圖

北京航空航天大學衡利蘋和北京科技大學范麗珍等人研究了由定向的，多孔的導電聚（3-己基噻吩）（P3HT）纖維和硅油組成的各向異性光滑表面，這種表面對一些液滴展現出優異的滑動特性，而且利用電壓可以可逆地控制這些導電液滴在該表面上的滑動。這些新穎的表面可以促進液體的各向異性流動的使用，包括水收集，液體定向移動，微流體等。

文/forest

3、國立臺灣大學-有機發光二極管（OLED）：基于螺芴吖啶-三嗪分子結構的TADF OLED

Sky-Blue Organic Light Emitting Diode with 37% External Quantum Effi ciency Using Thermally Activated Delayed Fluorescence from Spiroacridine-Triazine Hybrid（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601675）

化學結構（第一行）、X-射線結構（第二行）、計算的HOMO和LUMO（第三行）

國立臺灣大學的汪根欉教授（通訊作者）、吳忠幟教授（通訊作者）等人設計并報道了基于螺芴吖啶-三嗪的分子結構。這種分子可作為一種TADF發光材料，用其制備的OLED器件內量子效率可達100%，外量子效率可達37%。這是迄今為止具有最高外量子效率的TADF OLED。

文/以亦

4、清華大學-氧電催化：拓撲結構缺陷的無金屬納米碳用于氧電催化探究

Topological Defects in Metal-Free Nanocarbon for Oxygen Electrocatalysis （Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601406）

氮摻雜的石墨烯網的合成過程及形貌表征

清華大學的張強、魏飛以及倫敦瑪麗女王大學的Maria-Magdalena Titirici等通過碳化自然糊化的糯米得到具有大量拓撲結構缺陷的石墨烯雙功能催化劑，以探究氧電催化的機制。擁有相鄰的五角環和七角環的無氮碳環在氧催化還原及催化產氧方面均展現出最低的過電勢。這種有效的合成方法及對于電催化活性來源的新觀點將推動無金屬碳催化劑在電催化領域的發展。

文/能源小將

5、天津大學-納米金屬催化綜述：納米金屬促進太陽能到化學能的轉化——從基于半導體的光催化到等離子體介導的光催化和光熱催化

Nanometals for Solar-to-Chemical Energy Conversion: From Semiconductor-Based Photocatalysis to Plasmon-Mediated Photocatalysis and Photo-Thermocatalysis (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201600305)

半導體/納米金屬催化劑體系在三種情況下的能帶示意圖

天津大學的葉金花教授等人從納米金屬在半導體光催化、等離子體光催化和等離子體光熱催化三大方面對納米金屬的最新研究進展進行了綜述。文章首先介紹了納米金屬助催化劑的設計及其在半導體光催化的應用方面的進展，然后討論了等離子體光催化和光熱催化。該綜述旨在為更好地利用納米金屬在不同催化過程中的獨特功能提供指導指導信息，從而提高太陽能轉換效率，促進人工光合作用的實用化。

文/ Sea

6、鈣鈦礦材料：鈣鈦礦材料在發光二極管和激光器中的應用

Perovskite Materials for Light-Emitting Diodes and Lasers (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201600669)

鈣鈦礦發光二極管和激光器的原理圖

南洋理工大學的Pablo P. Boix（通訊作者）和Subodh G. Mhaisalkar（通訊作者）等人系統地闡述了鈣鈦礦材料在發光二極管和激光器中的最新進展，指出了現階段在材料的開發、器件的構建、器件運行的穩定性等方面面臨的關鍵問題，并展望了鈣鈦礦發光二極管市場化的可行性。

文/大城小愛

7、電阻開關：離子界面的全氧化物鐵電隧道結電阻開關

Resistive Switching in All-Oxide Ferroelectric Tunnel Junctions with Ionic Interfaces (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201504519)

器件結構及性能

芬蘭阿爾托大學理工學院的Sebastiaan van Dijken (通訊作者)等人報道了一種通用電阻開關行為，其在名義上是對稱的隧道結，由兩個20 nm厚的La2/3Sr1/3MnO3（LSMO）電極被鐵電PbZr0.2Ti0.8O3（PZT）、鐵電BaTiO3（BTO）或順電SrTiO3（STO）隧道勢壘分離。

文/周健

8、中科院上海應物所-DNA泵：基于動態三維DNA支架的表面固定質子驅動DNA泵

A Surface-Confined Proton-Driven DNA Pump Using a Dynamic 3D DNA Scaffold（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201506407）

表面納米器件設計圖 (a) 剛性DNA四面體結構做支架；(b) 質子驅動的納米器件工作示意圖

中國科學院上海應用物理研究所左小磊等學者使用表面固定動態三維DNA支架制備質子驅動的分子泵。該支架確保宏觀金表面納米器件的高度有序取向和空間隔離狀態。這種生物分子納米泵有良好的相容性，形狀大小可調，可實現快速、準確組裝。

文/April_bai

9、浙江大學-隱形斗篷：全偏振3D超穎表面斗篷

Full-Polarization 3D Metasurface Cloak with Preserved Amplitude and Phase (Adv. Mater. 2016, DOI: 10.1002/adma.201600625)

超穎表面斗篷方案以及單元設計

浙江大學的鄭斌、李爾平、陳紅勝和愛荷華州立大學的Costas M. Soukoulis等人在試驗中驗證了保存微波相位和頻率的全偏振任意形狀的3D超穎表面斗篷。他們運用超穎表面的獨特的特點，成功制備出了克服特殊極化限制、阻抗失配以及在現有的隱形斗篷的反射光束的橫向位移等困難的新型斗篷。實驗和計算表明，該斗篷可以完全恢復極化、相位和頻率。該斗篷的方便的合成方法為工業化生產大尺寸全偏振3D斗篷提供了可行性，并且有用于飛行器隱身的潛力。

文/forest

10、中科院物理所-skyrmions材料：具有超穩biskyrmion納米磁疇的中心對稱六方磁性材料在100-340K內可以穩定存在

A Centrosymmetric Hexagonal Magnet with Superstable Biskyrmion Magnetic Nanodomains in a Wide Temperature Range of 100–340 K (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201600889)

磁性biskyrmion和skyrmion材料在skyrmion形成區中的比較

中科院的王文洪教授和張穎教授等人首次在六方MnNiGa中觀察到超穩biskyrmion納米磁疇。通過對MnNiGa薄片進行原位洛倫茲透射電子顯微鏡圖像、磁阻效應和拓撲霍爾效應檢測，發現該薄片可以在一個相當大的溫度范圍內（100-340K）保持穩定性。

文/朱曉秀

11、北京科技大學-納米銳鈦礦：銳鈦礦納米顆粒的水化和熱膨脹

Hydration and Thermal Expansion in Anatase Nanoparticles (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201600973)

由溫度循環和二次水化實驗得到的銳鈦礦納米晶a軸和c軸的溫度穩定性

北京科技大學邢獻然教授等人的研究發現，納米銳鈦礦的熱膨脹行為是可以通過表面水化作用調節的。尺寸為4 nm的TiO2在表面水化后沿a軸方向的熱膨脹系數為負值，表面不水化則為正值。對特定的水合表面進行高能同步輻射X射線對分布函數分析和第一性原理計算，結果揭示了與這種異常的負熱膨脹現象有關的局部結構畸變。

文/ Sea

12、嵌段共聚物：利用三維基板制備嵌段共聚物

Hierarchical Manipulation of Block Copolymer Patterns on 3D Topographic Substrates: Beyond Graphoepitaxy（Adv. Mater., 2016, DOI :10.1002/adma.201601098）

不同類型的基板

德國亞琛工業大學Larisa Tsarkova等人利用嵌段共聚物對厚度以及溶脹響應的形態行為，使用含有有序排列的復雜納米圖案模版在自由光刻三維地形基板上生成了嵌段共聚物，并論證了因周期性的約束和自發地正交流動的納米圖案引導形成嵌段共聚物的可能。

文/xiiluu

13、鈣鈦礦發光二極管：利用熱處理提高鈣鈦礦發光二極管的穩定性和性能

Improving the Stability and Performance of Perovskite Light-Emitting Diodes by Thermal Annealing Treatment (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601105)

鈣鈦礦發光二極管的結構和鈣鈦礦發光二極管發光的實物照片

韓國蔚山科學技術大學的Myoung Hoon Song（通訊作者）等人研究了熱處理對于鈣鈦礦薄膜的形貌及結晶性的影響，并對鈣鈦礦發光二極管的性能和長期穩定性進行了討論，實驗結果表明，在最佳熱處理條件下，鈣鈦礦發光二極管表現出了優異的性能和穩定性。

文/大城小愛

14、明膠-石墨烯：具有超低電滲流閾值的明膠–石墨烯納米復合材料

Gelatin–Graphene Nanocomposites with Ultralow Electrical Percolation Threshold (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601115)

明膠–石墨烯納米復合薄膜制備示意圖

伊朗德黑蘭大學的Nader Taheri Qazvini和瑞士蘇黎世理工學院的Raffaele Mezzenga 等人通過抗壞血酸和抑制石墨烯聚合的方法，合成了具有超逾滲閾值的明膠-石墨烯納米復合材料(CPCs)。這種導電復合材料的電滲流閾值低達3.3 × 10?2vol%。該發現為光學透明電極打開了新領域。

文/朱曉秀

15、半導體聚合物：用于半導體聚合物的多功能構建單元

Dithienylthienothiophenebisimide, a Versatile Electron-Deficient Unit for Semiconducting Polymers（Adv. Mater., 2016, DOI : 10.1002/adma.201601373）

TBI基聚合物的合成路線

日本RIKEN應急物質科學中心Itaru Osaka等人成功合成了一種新型的缺電子構建單元TBI及其共聚物PTBIs。該合成物夠為半導體聚合物提供很多的功能，到目前為止，沒有任何其他的構建單元能與之匹敵。

文/xiiluu

16、鋰硫電池：介孔氮化鈦促進鋰硫電池循環穩定性的提高

Mesoporous Titanium Nitride-Enabled Highly Stable Lithium-Sulfur Batteries（Adv. Mater.,2016,DOI: 10.1002/adma.201601382）

介孔TiN的掃描圖片(a)(b)、孔徑分布(c)以及TiN和TiN-S的XRD曲線

為解決鋰硫電池的循環穩定性和倍率性能差等問題，德克薩斯大學-奧斯汀分校的John B. Goodenough等人提出了一種新型的多硫化物吸附材料——介孔氮化鈦（TiN），相比于二氧化鈦、活性炭等材料，TiN本身優異的導電性能和對多硫化物的吸附性能使得其添加到鋰硫電池正極材料中后對電化學性能的提升更為顯著。

文/奔跑的蝸牛

17、清華大學深圳研究院–鋰離子電池：化學脫合金法制備具有三維孔狀結構的鋰離子電池集流體

Chemical Dealloying Derived 3D Porous Current Collector for Li Metal Anodes（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601409）

不同鋰金屬陽極材料結構變化示意圖

清華大學楊全紅教授和賀艷冰副研究員的課題組報道了一種在鋰金屬陽極材料的電池中，使用金屬脫合金化學腐蝕法制備銅集流體。該集流體具有三維孔狀結構，相互聯通的孔隙和骨架提升了銅集流體的綜合性能。

文/yuezhou

18、中國科學技術大學-有機合成:在氧化石墨型氮化碳的有機合成中單態氧的生成量有所提升

Enhanced Singlet Oxygen Generation in Oxidized Graphitic Carbon Nitride for Organic Synthesis （Adv. Mater., 2016, DOI : 10.1002/adma.201601413）

共軛結構中產生激子的典型過程以及1O2生成中的能量傳遞過程

中國科學技術大學的謝毅教授、張群教授、張曉東特任副研究員等人發現將羰基化合物摻入到聚合物基體中可顯著提高單線態氧（1O2）的生成量且能抑制其他活性氧的生成。研究人員利用磷光光譜研究激子過程，發現了改性后的石墨型氮化碳（g-C3N4）能夠產生原先三倍的激子，并通過能量轉移過程促進1O2的產生。受益于此，改性后的g-C3N4在有機合成中表現出高轉化率和選擇性。

文/xiiluu

19、吉林大學/武漢理工大學-超順磁性磁鐵礦納米顆粒：可磁場感知的仿生一維超順磁性陣列

Bioinspired 1D Superparamagnetic Magnetite Arrays with Magnetic Field Perception（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601609）

仿生人工磁感知系統示意圖

中國吉林大學楊文勝教授和武漢理工大學麥立強教授等學者受到地球磁場感知的啟發，利用超順磁性的磁鐵礦納米顆粒(Fe3O4–NPs)，通過毛細血管橋作用組裝成一維陣列，基于精確的位置和高橫縱比特性，可產生高度各向異性的磁化特性。

文/April_bai

20、中國科學技術大學-有機半導體：實現有機半導體中金屬向配合體的電荷轉移以提高可見-近紅外光催化能量

Implementing Metal-to-Ligand Charge Transfer in Organi Semiconductor for Improved Visible-Near-Infrared Photocatalysis (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601960)

g-C3N4-Pt2+的結構示意圖和表征

中國科技大學的熊宇杰(通訊作者)等人的研究表明，Mn +（M = Pt或Cu）和g-C3N4之間的金屬到配體的電荷轉移（MLCT）在光催化過程中起著十分重要的作用。

文/周健

21、銀鉬酸鹽：具有高功率密度、高能量密度的混合金屬銀鉬酸鹽納米結構的設計

Design of Mixed-Metal Silver Decamolybdate Nanostructures for High Specific Energies at High Power Density (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601158)

所合成樣品的XRD、晶體結構、DSC/TGA、FESEM

新加坡南洋理工大學的Pooi See Lee等人首次合成并證明了具有三斜晶體結構的層狀銀鉬酸鹽(T-Ag6Mo10O33)可以用作電容電極材料。該材料的能量密度為22.1 W h kg?1，功率密度為1.51 kW kg?1。增加能量密度的同時不會造成功率密度的損失，這種電容電極材料將會有著廣泛的應用。

文/朱曉秀

22、光電探測器：經氧等離子體處理的高性能ReS2晶體管和光電探測器

High-Performance 2D Rhenium Disulfide (ReS2) Transistors and Photodetectors by Oxygen Plasma Treatment（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601002）

氧等離子體處理ReS2薄膜晶體管示意圖及處理前后的光學形貌

韓國成均館大學的Jin-Hong Park（通訊作者）等人利用氧氣等離子體處理獲得高性能的ReS2晶體管及光探測器。其擁有高的開/關電流比（104）、高的遷移率（7.6 cm2 V?1 s?1）、高的光響應度（2.5 × 107 A W?1）以及快速的時間相應（上升和衰減時間分別為670 ms和5.6 s）。

文/Newgate、能源小將

23、超硬一硼化物：W1?xTaxB系列化合物的合金化增硬

Superhard Monoborides: Hardness Enhancement through Alloying in W1?xTaxB （Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601187）

W0.5Ta0.5B化合物(200)，(020)和(002)晶面的應變差異圖

加利福尼亞大學的Tolbert教授和Kaner教授等人發現了一種制備超硬硼化鎢的新方法。該方法需要找準最容易滑移的原子面，然后利用固溶強化原理對該原子面進行選擇性強化。利用該方法，Tolbert教授等人已成功制備出全新超硬W0.5Ta0.5B化合物。

文/王宇

24、南開大學-太陽能電池給體材料: 小分子給體材料在高效疊層太陽能電池中的應用

Evaluation of Small Molecules as Front Cell Donor Materials for High-Efficiency Tandem Solar Cells (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601435)

疊層太陽能電池結構和光吸收譜

南開大學陳永勝教授等人發現了3種具有良好光伏性能的低聚物小分子, 可用作單結有機太陽能電池前電極給體材料. 基于小分子給體材料的疊層太陽能電池在最優條件下光電轉換效率為11.47% , 達到國際一流水平。

文/Pimento

25、國立清華大學-鈣鈦礦太陽能電池：高效全真空沉淀鈣鈦礦太陽能電池

Efficient All-Vacuum Deposited Perovskite Solar Cells by Controlling Reagent Partial Pressure in High Vacuum (Adv. Mater.，2016，DOI: 10.1002/adma.201601505)

加工設備以及鈣鈦礦成型示意圖

近日，來自臺灣國立清華大學材料科學與工程系的林皓武等，通過測量襯底附近試劑的局部壓力，類氣有機鹵化物試劑可以非常容易地被監測和控制，優化后的壓力值對有機鹵化物兩步法真空過程來說至關重要。厚度480nm、微米級晶體尺寸的鈣鈦礦層被證明非常光滑，且無針孔型缺陷。通過對這些精心設計的真空沉淀小分子電子和空穴傳輸層（ETLs, HTLs）鈣鈦礦激活層的集成，所有真空升華設備的能量轉化效率（PCE）達到了17.6%，該效率離最高效方案處理型鈣鈦礦太陽能電池又更近了一步。

文/mike713

26、黑磷：黑磷的化學傳感性能遠高于MoS2和石墨烯

Superior Chemical Sensing Performance of Black Phosphorus: Comparison with MoS2 and Graphene (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201601167)

三種化學剝離得到的二維材料分散液和最終的化學傳感器的照片

韓國科學技術院的Jihan Kim和Hee-Tae Jung（共同通訊）等人研究發現黑磷（BP）的化學傳感性能明顯優于二硫化鉬和石墨烯。研究人員精確比較了BP、MoS2和石墨烯的化學傳感性能（包括響應/恢復時間、選擇性、摩爾響應因子、吸附行為等）。結果表明，與其他兩種代表性二維傳感材料相比，BP顯示更高的敏感性、選擇性和快速響應的NO2傳感性能。

文/ Sea

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