国内期刊封面材料类优秀成果汇总：Science Bulletin & Science China Material

材料人自2018年4月起定期汇总国内SCI期刊封面报导的材料成果汇总，本文为第一期：

Science Bulletin

2018年第2期：石墨烯抗菌研究的现状及展望

苏州大学放射医学及交叉学科研究院李瑞宾教授和中国科学院广州生物医学与健康研究所曾令文教授在Science Bulletin上发表了题为 “Antibacterial applications of graphene oxides: structure-activity relationships, molecular initiating events and biosafety”的论文。第一作者是郑会珍助理研究员。该文综述了氧化石墨烯作为抗菌剂的重要抗菌机制、构效关系以及应用于医疗领域中的安全性。

本文不仅从大小、形状及表面基团等方面总结了GO杀菌的构效关系，同时总结概括了GO在医疗器械、食品、环境和农业等方面的抗菌产品及应用。重点关注了GO应用于医疗领域的安全性问题，文章认为GO直接入血仍存在较大风险，因此在医疗器械的抗菌涂层及修饰应用中应重点关注GO泄露、释放入血等问题。最后，从GO与细菌界面相互作用的理解、GO与其他抗生素的协同抗菌效应及固定化GO抗菌产品的应用三个方面探讨了GO在未来作为新型纳米抗菌剂的实际应用过程中所面临的机遇和挑战。该成果在Science Bulletin 2018年第2期作为封面文章报道。

文献链接：Antibacterial applications of graphene oxides: structure-activity relationships, molecular initiating events and biosafety（Sci. Bull., 2018, DOI: 10.1016/j.scib.2017.12.012）

2018年第3期：类一维层状单质半导体中的优异物性

中国人民大学物理学系季威教授研究组与香港理工大学柴扬教授在Science Bulletin上发表了题为“Few-layer Tellurium: one-dimensional-like layered elementary semiconductor with striking physical properties”的论文。该文系统研究了一种新型单质二维半导体α相少层碲的电学、力学、光学等性质。他们通过第一性原理计算考虑了三种少层碲的结构稳定性，最终确定α相少层碲是从双层到体相的最稳定相。在此基础上，他们发现在少层碲的层间和层内非共价方向上存在一种类共价碲准键 (covalent-like quasi-bonding)，其本质与黑磷和Pt族过渡金属硫族化合物中发现的层间类共价准键类似，并导致少层碲具有诸多特异的物理性质。理论预测发现，该材料具有从0.31 eV (体相)到1.17 eV (双层)的层数依赖带隙、在层内非共价方向具有10⁵ cm²/Vs的异常高空穴迁移率（约高于黑磷1-2个数量级）、墨西哥帽式 (M型)的价带顶形状以及显著的双层到体相的导带底/价带顶演变关系、新奇的层间剪切和呼吸模振动力常数数值交叠和模式混合、大于20%的理想强度、在近红外和可见光区域近各向同性的强光吸收（单层平均可见光吸收率可达~9%）以及远优于黑磷的空气稳定性。同时，少层碲可以利用溶液化学方法合成，具有方便、快速、低成本、大尺寸制备等优势。该成果在Science Bulletin 2018年第3期作为封面文章报道。

文献链接：Few-layer Tellurium: one-dimensional-like layered elementary semiconductor with striking physical properties（Sci. Bull., 2018, DOI:10.1016/j.scib.2018.01.010）

2018年第5期：硼也能形成蜂窝状二维晶格结构

中科院物理所吴克辉研究组在Science Bulletin上发表了题为“Experimental realization of honeycomb borophene”的论文。课题组利用衬底电荷调控成功获得蜂窝状结构的二维硼结构，展现了人工调控二维原子晶体的丰富可能性。该工作发现了硼原子形成的一种全新的同质异形结构，实现了学术界期待已久的平面六角蜂窝状结构的硼烯，为进一步发现包括狄拉克锥形能带结构、超导电性等奇异电子特性奠定了基础，也为可能的基于硼烯的电子器件提供了诱人的前景。该成果在Science Bulletin 2018年第5期作为封面文章报道。

文献链接：Experimental realization of honeycomb borophene （Sci. Bull., 2018, DOI: 10.1016/j.scib.2018.02.006）

2018年第6期：高效储钠新技术—离子"钉"

南京大学郭少华和周豪慎课题组在Science Bulletin上发表了题为“Cation-mixing stabilized layered oxide cathodes for sodium-ion batteries”的论文。钠离子电池由于在大规模储能方面潜在的应用而受到广泛关注，而层状过渡金属氧化物是报道最多的钠离子电池正极材料之一。针对层状氧化物正极在充放电过程中的结构重排问题，研究人员合成了O3相的Na_0.8Ni_0.3Co_0.1Ti_0.6O₂(NNCT)，发现NNCT在首圈充电过程中可将过渡金属离子引入钠层，形成阳离子混排，利用“钉扎效应”来抑制充放电过程中的相变。显著提高了储钠框架的稳定性，突出了稳定的储钠框架结构对高效储能的关键作用，为进一步设计高效储能材料提供了新的思路。该成果在Science Bulletin 2018年第6期作为封面文章报道。

文献链接：Cation-mixing stabilized layered oxide cathodes for sodium-ion batteries （Sci. Bull., 2018, DOI: 10.1016/j.scib.2018.02.012）

Science China Materials

2018年第1期：拓扑量子催化：拓扑狄拉克节线半金属的潜在析氢催化功能

中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心陈星秋研究团队在Science China Material上发表了题为“Topological quantum catalyst: Dirac nodal line states and a potential electrocatalyst of hydrogen evolution in the TiSi family”的论文。研究团队利用节线半金属产生的鼓膜状表面态作为析氢反应的催化平台，提出了拓扑量子催化的新概念，并建议TiSi家族材料作为这种催化剂的潜在候选范本。他们提出了TiSi家族材料不仅有希望成为析氢反应的催化剂，更重要的是它指明利用固体材料的拓扑表面态设计新型催化剂的新路线——拓扑量子催化。这一利用拓扑节线材料非平庸表面态作为催化活性位置的思路与以往利用纳米、构筑、缺陷、晶界等调控设计催化剂具有本质不同。这一新概念对于新型催化材料的设计具有指导意义。该成果在Science China Materials 2018年第1期作为封面文章报道。

文献链接：Topological quantum catalyst: Dirac nodal line states and a potential electrocatalyst of hydrogen evolution in the TiSi family（Sci. China Mater., 2018, DOI: 10.1007/s40843-017-9178-4）

2018年第3期：当陶瓷遇见MOF

中山大学张杰鹏研究团队在Science China Material上发表了题为“Room-temperature sintered metal-organic framework nanocrystals: A new type of optical ceramics”的论文。MOF在一般溶剂中的溶解度很低，但晶粒和溶液中的构筑单元（即金属离子和配体）通常具有可观的交换速率，而且小尺寸的晶粒和曲率大的表面速率更大，是MOF晶体生长和合成后离子/配体交换修饰的基础。利用这个原理，有可能修复MOF纳米晶组装而成的聚集体内部的缺陷，形成致密连续的块材。基于这个设想，该团队合成了基于MOF材料的新型光学陶瓷，即金属—有机光学陶瓷（Metal-Organic Optical Ceramic, MOOC）。此外，研究人员还用其它几种MOF材料进一步证明，降低溶剂蒸发的速率，是一种使MOF纳米晶在常温下融合成致密的透明块材的有效方法。这种简单的成型方法不但大大拓宽了光学陶瓷的选材范围，还有助于开发MOF材料在光学、吸附、分离、传感等领域的应用。

文献链接：Room-temperature sintered metal-organic framework nanocrystals: A new type of optical ceramics（Sci. China Mater., 2018, doi:10.1007/s40843-017-9184-1）

本文由Science Bulletin和Science China Material编辑部供稿，材料牛deer编辑整理。

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