Nature & Science：1月材料領域科研成果匯總
作為標桿科技發展前沿的Nature & Science頂刊，材料人們也萬萬不可放過啊！鑒于假期已步入倒計時，便容小編為你們簡單細數一下1月間榮登頂刊的材料大文。
1、Naure：催化劑載體對氫溢流的影響
瑞士國家實驗室的Yasin Ekinci和Jeroen A. van Bokhoven（共同通訊作者）等人通過提高納米制備的精度制備出可控且精準可調諧的模型系統，用于量化氫溢流在可還原及不可還原載體上的發生效率及空間幅度。確立了載體對氫溢流產生的影響，這將有助于提高對氫存儲與催化反應的理解。
文獻鏈接： Catalyst support effects on hydrogen spillover? （Nature，2017，DOI：10.1038/nature20782）
2、Nature：單顆粒上催化反應的高分辨面掃圖像
加州大學伯克利分校的Dean Toste與希伯來大學的Elad Gross（共同通訊作者）等人利用空間分辨率可達25 nm的同步輻射紅外納米光譜對附著在催化顆粒上的N-雜環碳烯分子的化學轉換進行面掃，從而實現在顆粒區域上進行分辨。并證實在表面錨定的N-雜環碳烯上，相較于顆粒上的平坦區，含有低配數金屬原子的顆粒邊緣則在催化氧化與還原中更具活性。
文獻鏈接：High-spatial-resolution mapping of catalytic reactions on single particles（Nature，2017，DOI：10.1038/nature20795）
3、Nature：光激連續統中束縛態產生的激光效應
加州大學圣地亞哥分校的Boubacar Kanté（通訊作者）等人報道了室溫下，連續統中束縛態（BIC）空腔的激光效應。所制備的BIC空腔由懸浮在空中的一陣列圓柱形納米諧振器組成，產生的激光效應則在之后按比例縮減至88納米諧振器。BIC激光將為研究光-物質相互作用打開新的研究通道，因其本質上是與拓撲電荷向聯系并代表著自然矢量光源，幫助探索光學捕獲、生物傳感與離子信息。
文獻鏈接：Lasing action from photonic bound states in continuum（Nature，2017，DOI：10.1038/nature20799）
4、Nature：可重構棱柱搭建材料的合理設計
哈佛大學Katia Bertoldi（通訊作者）等研究者基于空間填補與鑲嵌，引入一個更為穩健的設計策略來創建由剛性板和彈性鉸鏈周期性組裝而成的三維可重構材料。以數值分析與物理原型為指導，系統的探索了該設計結構的機動性，并確定大范圍內不同變形與內部重排的影響。
文獻鏈接：Rational design of reconfigurable prismatic architected materials（Nature，2017，DOI：10.1038/nature20824）
5、Science：基于納米限域的高伸縮性聚合物半導體薄膜
斯坦福大學鮑哲南教授（通訊作者）和三星先進技術研究院的Jong Won Chung（通訊作者）等人通過探索基于聚合物的納米限域的概念，顯著地改善聚合物半導體的拉伸性，而不影響電荷傳輸遷移率。在納米限域下增加的聚合物鏈動力學顯著降低共軛聚合物的模量，并大大延遲在應變下的裂紋形成的開始。基于上述原理，他們制備的半導體膜可以拉伸到100％應變，而不影響遷移率，保持值與非晶硅相當。
文獻鏈接：Highly stretchable polymer semiconductor films through the nanoconfinement effect（Science，2017，DOI：10.1126/science.aah4496）
6、Science：首次實現5nm碳納米管CMOS器件 打破傳統硅基極限
北京大學彭練矛和張志勇（共同通訊作者）等人制備了10納米柵長（對應5納米技術節點）的頂柵碳納米管場效應晶體管，在相同尺寸下，其性能已經超越硅基互補金屬-氧化物半導體（CMOS）FETs。通過對柵長尺寸縮小影響器件性能的研究發現，相比硅基器件，使用石墨烯接觸的碳納米管場效應晶體管表現出更優的性能，包括更快的響應速度、更低的驅動電壓（碳納米管0.4 V，硅0.7 V）、亞閾值擺幅更小（73 mV/decade）。5納米CNT FETs已經接近場效應晶體管的量子極限，實現場效應晶體管的單電子開關操作，這是目前所實現的最小的納米反相器電路。
文獻鏈接：Scaling carbon nanotube complementary transistors to 5-nm gate lengths（Science，2017，DOI：10.1126/science.aaj1628）
7、Science：氧化釩中的反常低電熱導率
橡樹嶺國家實驗室Olivier Delaire與加州大學伯克利分校的吳軍橋（共同通訊作者）報道了在高溫范圍240-340 K內，金屬-絕緣體轉變臨界區，氧化釩打破威德曼-弗朗茲定律的現象。不同于早先確立的機制，在強相關的電子流體中，不尋常的低電熱導率現象是準粒子缺失的信號，此時，熱與電荷獨立擴散。
文獻鏈接：Anomalously low electronic thermal conductivity in metallic vanadium dioxide（Science，2017，DOI：10.1126/science.aag0410）
8、Science：光敏化，能量轉移介導的有機金屬催化劑
密歇根州立大學James K. McCusker與普林斯頓大學David W. C. MacMillan（共同通訊作者）通過一激活途徑：從銥敏化劑產生一個連接鹵代芳烴和羧酸的激發態鎳復合物，制備出激發態金屬有機催化劑。并以詳細的機制研究確定了能量轉移中光敏化的作用。
文獻鏈接：Photosensitized, energy transfer-mediated organometallic catalysis through electronically excited nickel(II)（Science，2017，DOI：10.1126/science.aal2490）
9、Science：單向壓力下Sr2RuO4臨界溫度達峰值
普朗克研究所Alexander Steppke，Andrew P. Mackenzie及Clifford W. Hicks與魯道夫·佩爾斯研究中心Steven H. Simon（共同通訊作者）等人研究了Sr2RuO4的超導性與各向異性鏈間的關系。并沿著晶格<100>方向施加單向壓力到-1吉帕斯卡，使得Sr2RuO4的臨界轉變溫度（Tc）從未受壓力時的1.5K增至3.4K。
文獻鏈接：Strong peak in Tc of Sr2RuO4 under uniaxial pressure（Science，2017，DOI：10.1126/science.aaf9398）
10、Science：首次通過高壓轉變獲得金屬氫
哈佛大學Isaac F. Silvera（通訊作者）首次在低溫下，通過施加壓力獲得金屬氫。在495 Gpa下，氫成為金屬態，反射率高達0.91。也證實了1935年物理學家希拉德-貝爾-亨廷頓和尤金-魏格納首次提出的理論，即通常情況下氫氣是一種氣體，但若暴露在極端壓力條件下將形成金屬狀態。
文獻鏈接：Observation of the Wigner-Huntington transition to metallic hydrogen（Science，2017，DOI：10.1126/science.aal1579）
11、Science：原子級薄材料的磁共振波譜分析
哈佛大學H. Park和M. D. Lukin（共同通訊作者）通過納米級核四級矩共振（NOR）光譜對僅存在原子級雜質的鉆石進行分析探索2D材料的性質。同時，N-空位（NV）色心的相干操控使得在原子級薄六方氮化硼（h-BN）上探索納米級尺度下至~30核自旋。這種低維納米級材料的表征將促進新量子雜化系統的發展，以及原子級系統上2D材料單個原子的連續性結合。
文獻鏈接：Magnetic resonance spectroscopy of an atomically thin material using a single-spin qubit（Science，2017，DOI：10.1126/science.aal2538）
12、Science：首次合成五唑陰離子鹽高能含能材料
南京理工大學化工學院胡炳成與陸明教授（共同通訊作者）首次合成并表征了穩定的五唑陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl。這種陰離子是利用間氯過氧苯甲酸和甘氨酸亞鐵直接切斷多取代芳基五唑的C-N鍵得到。并通過單晶X射線衍射進行結構表征，分析其各類鹽的穩定性。同時該穩定全氮陰離子鹽的分解穩定則高達116.8℃。
文獻鏈接：Synthesis and characterization of the pentazolate anion cyclo-N5- in (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（Science，2017，DOI：10.1126/science.aah3840）
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