原来…研究大熊猫的牙齿，避孕和爆米花…也是可以发顶刊的

【引语】

顶刊专栏

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新学期即将开始，各位同学们是不是准备好了，要在新的一年奋发图强，勇攀科研高峰，自信满满要在行业顶刊中留下属于自己的印迹。作为材料领域的研究生们，我们所经历的大多数科研生活大多可以用以下几个短语来概括：过柱子，烧炉子，养耗子和洗瓶子…而科研生活在大多数人看来也是：枯燥，严谨，乏味…这个寒假，小编在愉快玩耍的同时也看了很多文献，发现原来除了研究太阳能电池和做MOF，研究生活中很多有趣的事物也是可以发文章的…下面小编就给大家介绍几篇有趣的文章，给你一点新学期的“皮”。

避孕皮肤贴片

避孕的方法多种多样，而目前比较常用的是口服避孕药，但也不是完全有效。全球每年仍有8500万怀孕是无意的，因而导致了每年5600万例堕胎。意外怀孕的高发给女性和社会带来了经济和情感的双重重压，因而需要开发更行之有效的避孕方法。

美国佐治亚理工的课题组开发了一种避孕皮肤贴片，可使使用者在几秒钟内实现长效避孕。这种避孕皮肤贴片利用可生物降解的聚乳酸和乳酸-乙醇酸共聚物，可实现连续释放左炔诺孕酮。贴片的每个微针和贴片背衬之间的气泡结构允许微针在压缩下有效地穿透皮肤，并将血浆的激素浓度维持在人治疗水平之上一个月。这种皮肤贴片可以使女性更好地控制自己的生育。

该工作以“Rapid Separable Microneedle Patch for the Sustained Release of A Contraceptive”为题发表在Nature Biomedical Engineering上。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41551-018-0337-4

植物+黏土=防火涂层？

纳米纤维素纤维在许多植物的纤维细胞壁中组份十分丰富，并认为是几乎取之不尽的资源。德克萨斯A&M的科研人员为了改善纤维素基薄膜的阻燃性和阻气性，使用逐层沉积工艺将阳离子纳米纤维素纤维与阴离子蛭石黏土组装在一起。高度排列的黏土纳米片与纤维素纳米纤维一起形成纳米砖墙结构，其具有高光学透明性、阻燃性、超氧阻隔性和高模量。这种双层纳米涂层厚度仅为136纳米，氧气透过率为0.013cc。

当这种涂层覆盖在聚氨酯泡沫中，当这种泡沫暴露于丁烷的火焰中时，只有泡沫的表面受到影响，而泡沫本身没有变化；而普通的聚氨酯泡沫在碰到火焰后立刻融化。

该工作以“Super Gas Barrier and Fire Resistance of Nanoplatelet/Nanofibril Multilayer Thin Films”为题发表在Advanced Materials Interfaces上。

文献链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/admi.201801424

爆米花做成的电极

过年期间大家有没有带上另外一半去电影院看流浪地球呢？电影院大厅贩卖的爆米花除了很好吃以外，其实也是可以用来做电极材料的。浙江大学夏新辉教授课题组就将爆米花用到了电极材料上。

由稻米经过膨化做成的爆米花，由前者交联的纳米微片形成多孔的碳材料。当米粒在200℃下从1MPa的高压密封环境瞬间释放时，米直接膨胀，体积增加到30倍以上。当金属纳米颗粒嵌入这种碳材料中时，可获得具有高电导率的复合材料，可用于锂硫电池的主体。PRC/Ni/S电极在0.2C时具有1257.2mA h g-1的高可逆容量、延长的循环寿命和增强的速率性能，远远优于其他同类产品。

该工作以“Popcorn Inspired Porous Macrocellular Carbon: Rapid Puffing Fabrication from Rice and Its Applications in Lithium-Sulfur Batteries”为题发表在Advanced Energy Materials上。

文献链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/aenm.201701110

水凝胶拯救艺术品

胶黏剂可用于粘合珍贵且易碎的艺术品，然而，胶黏剂也会破坏艺术品的完整性和美感；时间久了，还会使艺术品褪色。因此，除去艺术品上的胶黏剂也是艺术品修复中的一大挑战。

佛罗伦萨大学Piero Baglioni教授课题组报导了一种用于处理胶黏剂的水凝胶。课题组通过对艺术品上残存的胶黏剂进行表征，选择了一种高度水保留的水凝胶。在这种水凝胶中，水含量很高，而剩余部分主要为有机溶剂，这些有机溶剂可通过纳米液滴的形式均一地分散在凝胶内。纳米液滴中的有机溶剂可以清除不同种类的胶黏剂，而对有机溶剂敏感的艺术品本身却完全不受影响。

该工作以“Restoration of Paper Artworks with Microemulsions Confined in Hydrogels for Safe and Efficient Removal of Adhesive Tapes”为题发表在Proc. Nat. Acad. Sci.上。

文献链接：https://www.pnas.org/content/pnas/115/23/5932.full.pdf

天然自修复材料——大熊猫的牙齿

脊椎动物的牙釉质包含高矿化生物陶瓷，其具有出色的耐久性，可抵抗生物体整个生命周期中的冲击和磨损；然而，这种材料对大规模裂缝的开始具有较低的抵抗力。

中科院金属研究所的科研人员发现大熊猫可通过部分恢复来抵消早期损害。大熊猫的牙釉质能够通过在纳米到微米尺度上自主地恢复其先天的几何形状和结构来抵消损伤的早期阶段来提高耐久性。这种属性主要来源于牙釉质的独特结构，特别是纳米级矿物纤维和微水平棱镜在富含有机物基质中的垂直排列，使得凹痕损伤尺寸减小。有机物在水合作用下发生溶胀以及高分子链柔性增加使得水分子会对这种自修复作用起到明显的促进作用。这个工作为开发高性能陶瓷材料提供了很大的帮助。

该工作以“Hydration-Induced Nano- to Micro-Scale Self-Recovery of the Tooth Enamel of the Giant Panda”为题发表在Acta Biomaterialia上。

文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706118305828

现实版星际迷航复制机

全球科幻迷不会陌生的《星际迷航》中，充斥了各种各样的高科技玩意儿。其中有一款复制机一直让小编不能忘怀（暴露年龄）。这个复制机可以按照需求生产任何物体。而美国加州大学伯克利分校的科研工作者却将这一电影中的美妙设想变成了现实。

在这个工作中，作者将液体倒入烧杯中，对液体进行旋转照射，液体中的单体进行光聚合，即可在液体中原位产生打印的物体。这种新型的3D打印技术可以实现高精度的打印，目前可以达到0.3毫米；除此之外，对于不同精度和材料条件的要求，均可在30-120秒时间内完成打印。

该工作以“Volumetric Additive Manufacturing via Tomographic Reconstruction”为题发表在Science上。

文献链接：http://science.sciencemag.org/content/early/2019/01/30/science.aau7114.abstract

除开以上材料科学相关的文章，美国华盛顿大学的科学家还对学生睡眠时间和成绩之间的关系进行了研究，在研究中发现，晚起的学生以及睡眠更多的学生成绩会更好。这个工作以“sleepmore in Seattle”为题发表在Science Advances上。这篇文章是不是为各位同学在新学期向老板请假提供了一个极佳的理由呢？不过小编奉劝大家最好还是醒醒，早起去实验室搬砖发文章吧！

往期专栏回顾：

2018 Nature/Science十大高引材料类论文，回顾年度研究热点

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