顶刊封面: 9月材料领域优秀成果十大精选

1、Nature Materials封面：碳纳米管微腔中激子极化激元的电激发和调谐

圣安德鲁斯大学Malte C. Gather教授和德国海德堡大学Jana Zaumseil教授（共同通讯）等人设计和构建了与微腔集成、光发射场效应晶体管结合的具有突出光电净化特性的单壁碳纳米管（SWCNTs）。在室温条件下实现激发极化子的有效电泵浦，电流密度可达到>10 kA cm^-2，且在近红外区域的电致发光（EL）窄带宽度具有可调谐性（1060 nm-1530 nm）。此外，SWCNTs的热化-极化子与激子-极化子泵浦率比目前的有机极化子器件高出10⁴倍，可直接通过施加栅电压控制耦合强度（Rabi分裂），并且通过激子发射，极化强度提高十倍。该材料与装置的有力组合为制备碳基的极化子发射器或激光器开拓了一种新的方向。

文献链接：Electrical pumping and tuning of exciton-polaritons in carbon nanotube microcavities（Nat. Mater. ,  2017, DOI: 10.1038/nmat4940）

材料牛资讯：Nature Mater.：碳纳米管微腔形成电泵浦及实现激子-极化调谐

2、Nature Nanotechnology封面：双层石墨烯中锂扩散速度快过氯化钠在液态水中的扩散

德国马克斯-普朗克研究所Jurgen H. Smet（通讯作者）等人开发出双层石墨烯作为单相混合导体，其表现出比石墨中更快的Li扩散，甚至超过氯化钠在液态水中的扩散。为了测量Li扩散，开发了片上电化学电池结构，其中迫使Li插层的氧化还原反应仅局限在器件的突起处，使得石墨烯双层在操作期间不受电解质扰动。在空间位移霍尔探针上进行时间依赖的霍尔测量，以监测石墨烯双层内的面内Li扩散动力学，并测量高达7×10^-5 cm²s^-1的扩散系数。

文献链接： Ultrafast lithium diffusion in bilayer graphene（Nat. Nanotech. , 2017, DOI: 10.1038/nnano.2017.108）

材料牛资讯：Nat. Nanotech.：双层石墨烯中锂扩散速度快过氯化钠在液态水中的扩散

3、Nature Chemistry封面：高氧化态金属催化中的配体效应

高价金属如钛（IV）的催化通过诸如烯烃聚合的反应来影响我们的生活。在任何催化反应中，不仅要优化金属，还要选择合适的辅助配体。密歇根州立大学Aaron L. Odom（通讯作者）等人的研究结果表明，从高价铬中获取的新的参数可以定量确定辅助配体对催化速率的影响，在某些情况下甚至提供反应机制等信息，以这种方式分析反应可以用于设计更好的催化剂结构。

文献链接：Quantifying ligand effects in high-oxidation-state metal catalysis（Nat. Chem., 2017, DOI:10.1038/nchem.2843 ）

4、JACS封面：通过辐射诱导的表面配体的化学转化形成胶态无机纳米晶体膜

在过去几十年中，胶体无机纳米晶体（NCs），更具体地说，半导体量子点（QDs）已经成为纳米科学和纳米技术发展的关键材料，在诸如光电子和生物技术等非常多的领域中得到应用。意大利理工学院Liberato Manna（通讯作者）等人总结了过去20年来关于NCs薄膜直接平板印刷技术的研究结果，重点介绍了2014年度数据的最新发展情况，并提供了这种技术未来潜在的发展成果。

文献链接：Writing on Nanocrystals: Patterning Colloidal Inorganic Nanocrystal Films through Irradiation-Induced Chemical Transformations of Surface Ligands（JACS, 2017, DOI:10.1021/jacs.7b05888）

5、JACS封面：用于析氧反应的含有硼墨烯亚基的高活性电催化剂

开发能够在大电流密度下正常工作的非贵重析氢电催化剂对于实现水分解技术非常重要。吉林大学Zhu Pinwen、Wei Chen、邹晓新副教授、新泽西州立大学 Tewodros Asefa（共同通讯）等人提出了一个组合的理论和实验研究鉴定包含硼墨烯亚基的α相钼二茂醇（α-MoB₂），其是用于析氢反应（HER）的非贵金属电催化剂。理论分析表明，与Pt和MoS₂基催化剂的表面不同，α-MoB₂即使在非常高的氢气覆盖范围内也能保持较高的催化活性，并获得高密度的有效催化活性位点。

文献链接：Highly Active, Nonprecious Electrocatalyst Comprising Borophene Subunits for the Hydrogen Evolution Reaction（JACS, 2017, DOI:10.1021/jacs.7b06337）

6、Angew. Chem. Int. Ed. 封面：锑烯量子点合成和应用：作为近红外光热剂用于癌症治疗

光热治疗（PTT）已经显示出巨大的癌症治疗潜力。然而，开发具有令人满意的光热转换效率（PTCE）和生物相容性的纳米材料（NMs）光热剂（PTAs）仍然是一个挑战。深圳大学张晗、哈佛大学Jinjun Shi、Omid C. Farokhzad（共同通讯）等人通过新型液体剥离方法开发了基于二维（2D）锑量子点（AMQDs）的新一代PTAs。具有聚乙二醇（PEG）的AMQDs的表面改性显著增强生物相容性和生理介质中的稳定性。具有PEG涂层的AMQDs显示出45.5％的PTCE，其高于许多其它基于NMs的PTAs，例如石墨烯、Au、MoS₂和黑磷（BP）。

文献链接：Antimonene Quantum Dots: Synthesis and Application as Near-Infrared Photothermal Agents for Effective Cancer Therapy（Angew. Chem. Int. Ed. , 2017, DOI:10.1002/anie.201703657）

7、Adv. Mater. 封面：纳米多孔材料：一步整合实现可控有机电阻转变

电阻存储器具有以高密度集成架构缩小到亚纳米级的能力，使其成为最有希望的纳米电子技术。南京邮电大学仪明东、解令海、黄维院士（共同通讯）等人系统研究了基于广泛采用的Al /有机/铟锡氧化物（ITO）垂直结构与聚（9-乙烯基咔唑）的电阻转变（RS）行为。使用原位扫描透射电子显微镜（STEM）直接观察到具有动态间隙区（DGZ）的纳米级Al长丝，这表明RS行为与Al和氧空位双重导电通道组成的拼接长丝的随机形成相关。可以通过一步积分法引入锥形接触来抑制细丝形成的随机性。

文献链接：Controllable Organic Resistive Switching Achieved by One-Step Integration of Cone-Shaped Contact（Adv. Mater. , 2017, DOI：10.1002/adma.201701333）

8、Adv. Mater. 封面：水分解：具有浮动性和平面紧凑型设计的人造叶片可适用于各种自然环境

作为太阳能转换的有希望的手段，基于光伏（PV）电池的电解技术逐渐引起了科研人员的关注，特别是通过太阳能水分解产生氢气。浦项科技大学Kijung Yong（通讯作者）等人突出了在各种环境中使用的单片光电解系统（所谓的人造叶片）的设计和功能。独特设计的人造叶系统通过以紧凑的2D催化结构将上层PV电池与单面电极串联组合来促进水分解反应。该功能最大限度地提高了太阳能的利用率，并且可以方便地进行回收利用。

文献链接：A Highly Versatile and Adaptable Artificial Leaf with Floatability and Planar Compact Design Applicable in Various Natural Environments（Adv. Mater. , 2017, DOI：10.1002/adma.201702431）

9、Adv. Mater. 封面：大规模高结晶过渡金属硫元素单层及其单极n-n异质结器件的热力学稳定合成

过渡金属硫化物（TMDC）单层由于其独特的电子和光学性质被认为是原子级电子薄膜的有希望的材料。然而，具有大粒径的TMDC单层的大面积均匀生长仍然是一个相当大的挑战。牛津大学SeungNam Cha、Jung Inn Sohn（共同通讯）等人对于使用溶液处理的前体沉积物的大规模和高度结晶的二硫化钼单层提出了一种简单而有效的方法。由非常薄的前体层的蒸发引起的低过饱和度在热力学稳定的环境下显著降低成核密度，产生均匀且清洁的单层膜和高达500μm的大晶体尺寸。

文献链接：Thermodynamically Stable Synthesis of Large-Scale and Highly Crystalline Transition Metal Dichalcogenide Monolayers and their Unipolar n–n Heterojunction Devices（Adv. Mater. , 2017, DOI：10.1002/adma.201702206）

10、ACS Nano封面：工程纳滤法加速钯纳米线H₂传感器

空气中的氧气阻碍了钯基（Pd）H₂传感器（包括Pd纳米线）的H₂检测，抑制了空气相对于N₂或Ar的灵敏度和延迟响应/恢复速度。韩国科学技术院Il–Doo Kim、加利福尼亚大学欧文分校Reginald M. Penner（共同通讯）等人描述了H₂传感器的制备，也就是将由Zn金属-有机框架（MOF）组成的纳滤层组装到Pd NWs上。在Pd NWs上合成了Zn基沸石咪唑骨架（ZIF-8）的多面体颗粒，导致ZIF-8/ Pd NWs双层H₂传感器的产生。ZIF-8过滤器具有许多微孔（气体扩散为0.34nm），其允许动态直径为0.289nm的氢分子通过，更重要的是，通过ZIF-8膜（Pd NWs@ZIF-8）过滤的Pd NWs降低了H₂响应幅度。

文献链接：Accelerating Palladium Nanowire H2 Sensors Using Engineered Nanofiltration（ACS Nano, 2017, DOI:10.1021/acsnano.7b04529）

本文由材料人学术组Allen供稿，材料牛编辑整理。

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