Adv. Mater. 最新文献快讯专题Volume28 Issue32

本期专题跟踪了Advanced Materials于2016年8月24日见刊（Volume 28, Issue 32）的26篇材料相关文献（共29篇）。

其中中国研究机构发布14篇（以期刊中文献顺序排序）：北京航空航天大学/北京科技大学、国立台湾大学、清华大学、天津大学、中科院上海应物所、浙江大学、中科院物理所、北京科技大学、清华大学深圳研究院、中国科学技术大学（2篇）、吉林大学/武汉理工大学、南开大学、国立清华大学。

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1、仿生材料：一个正弦架构的螺旋状生物复合材料

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

螳螂虾的前趾示意图

美国加州大学David Kisailus等人通过研究螳螂虾的锤状前趾，发现了一种超微结构，证实高度有序且梯度正弦排列的螺旋状α-甲壳素纤维，可影响力学各向异性，提高抗冲击性，表现出更好的能量吸收和应力重分布能力。

文/April_bai

2、北京航空航天大学/北京科技大学-光滑表面：各向异性光滑表面：电驱动智能控制液滴的滑动

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

定向冷冻干燥制备的P3HT 薄膜的SEM图

北京航空航天大学衡利苹和北京科技大学范丽珍等人研究了由定向的，多孔的导电聚（3-己基噻吩）（P3HT）纤维和硅油组成的各向异性光滑表面，这种表面对一些液滴展现出优异的滑动特性，而且利用电压可以可逆地控制这些导电液滴在该表面上的滑动。这些新颖的表面可以促进液体的各向异性流动的使用，包括水收集，液体定向移动，微流体等。

文/forest

3、国立台湾大学-有机发光二极管（OLED）：基于螺芴吖啶-三嗪分子结构的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）

化学结构（第一行）、X-射线结构（第二行）、计算的HOMO和LUMO（第三行）

国立台湾大学的汪根欉教授（通讯作者）、吴忠帜教授（通讯作者）等人设计并报道了基于螺芴吖啶-三嗪的分子结构。这种分子可作为一种TADF发光材料，用其制备的OLED器件内量子效率可达100%，外量子效率可达37%。这是迄今为止具有最高外量子效率的TADF OLED。

文/以亦

4、清华大学-氧电催化：拓扑结构缺陷的无金属纳米碳用于氧电催化探究

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

氮掺杂的石墨烯网的合成过程及形貌表征

清华大学的张强、魏飞以及伦敦玛丽女王大学的Maria-Magdalena Titirici等通过碳化自然糊化的糯米得到具有大量拓扑结构缺陷的石墨烯双功能催化剂，以探究氧电催化的机制。拥有相邻的五角环和七角环的无氮碳环在氧催化还原及催化产氧方面均展现出最低的过电势。这种有效的合成方法及对于电催化活性来源的新观点将推动无金属碳催化剂在电催化领域的发展。

文/能源小将

5、天津大学-纳米金属催化综述：纳米金属促进太阳能到化学能的转化——从基于半导体的光催化到等离子体介导的光催化和光热催化

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)

半导体/纳米金属催化剂体系在三种情况下的能带示意图

天津大学的叶金花教授等人从纳米金属在半导体光催化、等离子体光催化和等离子体光热催化三大方面对纳米金属的最新研究进展进行了综述。文章首先介绍了纳米金属助催化剂的设计及其在半导体光催化的应用方面的进展，然后讨论了等离子体光催化和光热催化。该综述旨在为更好地利用纳米金属在不同催化过程中的独特功能提供指导指导信息，从而提高太阳能转换效率，促进人工光合作用的实用化。

文/ Sea

6、钙钛矿材料：钙钛矿材料在发光二极管和激光器中的应用

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

钙钛矿发光二极管和激光器的原理图

南洋理工大学的Pablo P. Boix（通讯作者）和Subodh G. Mhaisalkar（通讯作者）等人系统地阐述了钙钛矿材料在发光二极管和激光器中的最新进展，指出了现阶段在材料的开发、器件的构建、器件运行的稳定性等方面面临的关键问题，并展望了钙钛矿发光二极管市场化的可行性。

文/大城小爱

7、电阻开关：离子界面的全氧化物铁电隧道结电阻开关

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

器件结构及性能

芬兰阿尔托大学理工学院的Sebastiaan van Dijken (通讯作者)等人报道了一种通用电阻开关行为，其在名义上是对称的隧道结，由两个20 nm厚的La2/3Sr1/3MnO3（LSMO）电极被铁电PbZr0.2Ti0.8O3（PZT）、铁电BaTiO3（BTO）或顺电SrTiO3（STO）隧道势垒分离。

文/周健

8、中科院上海应物所-DNA泵：基于动态三维DNA支架的表面固定质子驱动DNA泵

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

表面纳米器件设计图 (a) 刚性DNA四面体结构做支架；(b) 质子驱动的纳米器件工作示意图

中国科学院上海应用物理研究所左小磊等学者使用表面固定动态三维DNA支架制备质子驱动的分子泵。该支架确保宏观金表面纳米器件的高度有序取向和空间隔离状态。这种生物分子纳米泵有良好的相容性，形状大小可调，可实现快速、准确组装。

文/April_bai

9、浙江大学-隐形斗篷：全偏振3D超颖表面斗篷

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

超颖表面斗篷方案以及单元设计

浙江大学的郑斌、李尔平、陈红胜和爱荷华州立大学的Costas M. Soukoulis等人在试验中验证了保存微波相位和频率的全偏振任意形状的3D超颖表面斗篷。他们运用超颖表面的独特的特点，成功制备出了克服特殊极化限制、阻抗失配以及在现有的隐形斗篷的反射光束的横向位移等困难的新型斗篷。实验和计算表明，该斗篷可以完全恢复极化、相位和频率。该斗篷的方便的合成方法为工业化生产大尺寸全偏振3D斗篷提供了可行性，并且有用于飞行器隐身的潜力。

文/forest

10、中科院物理所-skyrmions材料：具有超稳biskyrmion纳米磁畴的中心对称六方磁性材料在100-340K内可以稳定存在

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形成区中的比较

中科院的王文洪教授和张颖教授等人首次在六方MnNiGa中观察到超稳biskyrmion纳米磁畴。通过对MnNiGa薄片进行原位洛伦兹透射电子显微镜图像、磁阻效应和拓扑霍尔效应检测，发现该薄片可以在一个相当大的温度范围内（100-340K）保持稳定性。

文/朱晓秀

11、北京科技大学-纳米锐钛矿：锐钛矿纳米颗粒的水化和热膨胀

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

由温度循环和二次水化实验得到的锐钛矿纳米晶a轴和c轴的温度稳定性

北京科技大学邢献然教授等人的研究发现，纳米锐钛矿的热膨胀行为是可以通过表面水化作用调节的。尺寸为4 nm的TiO2在表面水化后沿a轴方向的热膨胀系数为负值，表面不水化则为正值。对特定的水合表面进行高能同步辐射X射线对分布函数分析和第一性原理计算，结果揭示了与这种异常的负热膨胀现象有关的局部结构畸变。

文/ Sea

12、嵌段共聚物：利用三维基板制备嵌段共聚物

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

不同类型的基板

德国亚琛工业大学Larisa Tsarkova等人利用嵌段共聚物对厚度以及溶胀响应的形态行为，使用含有有序排列的复杂纳米图案模版在自由光刻三维地形基板上生成了嵌段共聚物，并论证了因周期性的约束和自发地正交流动的纳米图案引导形成嵌段共聚物的可能。

文/xiiluu

13、钙钛矿发光二极管：利用热处理提高钙钛矿发光二极管的稳定性和性能

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

钙钛矿发光二极管的结构和钙钛矿发光二极管发光的实物照片

韩国蔚山科学技术大学的Myoung Hoon Song（通讯作者）等人研究了热处理对于钙钛矿薄膜的形貌及结晶性的影响，并对钙钛矿发光二极管的性能和长期稳定性进行了讨论，实验结果表明，在最佳热处理条件下，钙钛矿发光二极管表现出了优异的性能和稳定性。

文/大城小爱

14、明胶-石墨烯：具有超低电渗流阈值的明胶–石墨烯纳米复合材料

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

明胶–石墨烯纳米复合薄膜制备示意图

伊朗德黑兰大学的Nader Taheri Qazvini和瑞士苏黎世理工学院的Raffaele Mezzenga 等人通过抗坏血酸和抑制石墨烯聚合的方法，合成了具有超逾渗阈值的明胶-石墨烯纳米复合材料(CPCs)。这种导电复合材料的电渗流阈值低达3.3 × 10−2vol%。该发现为光学透明电极打开了新领域。

文/朱晓秀

15、半导体聚合物：用于半导体聚合物的多功能构建单元

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

TBI基聚合物的合成路线

日本RIKEN应急物质科学中心Itaru Osaka等人成功合成了一种新型的缺电子构建单元TBI及其共聚物PTBIs。该合成物够为半导体聚合物提供很多的功能，到目前为止，没有任何其他的构建单元能与之匹敌。

文/xiiluu

16、锂硫电池：介孔氮化钛促进锂硫电池循环稳定性的提高

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

介孔TiN的扫描图片(a)(b)、孔径分布(c)以及TiN和TiN-S的XRD曲线

为解决锂硫电池的循环稳定性和倍率性能差等问题，德克萨斯大学-奥斯汀分校的John B. Goodenough等人提出了一种新型的多硫化物吸附材料——介孔氮化钛（TiN），相比于二氧化钛、活性炭等材料，TiN本身优异的导电性能和对多硫化物的吸附性能使得其添加到锂硫电池正极材料中后对电化学性能的提升更为显著。

文/奔跑的蜗牛

17、清华大学深圳研究院–锂离子电池：化学脱合金法制备具有三维孔状结构的锂离子电池集流体

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

不同锂金属阳极材料结构变化示意图

清华大学杨全红教授和贺艳冰副研究员的课题组报道了一种在锂金属阳极材料的电池中，使用金属脱合金化学腐蚀法制备铜集流体。该集流体具有三维孔状结构，相互联通的孔隙和骨架提升了铜集流体的综合性能。

文/yuezhou

18、中国科学技术大学-有机合成:在氧化石墨型氮化碳的有机合成中单态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）

共轭结构中产生激子的典型过程以及1O2生成中的能量传递过程

中国科学技术大学的谢毅教授、张群教授、张晓东特任副研究员等人发现将羰基化合物掺入到聚合物基体中可显著提高单线态氧（1O2）的生成量且能抑制其他活性氧的生成。研究人员利用磷光光谱研究激子过程，发现了改性后的石墨型氮化碳（g-C3N4）能够产生原先三倍的激子，并通过能量转移过程促进1O2的产生。受益于此，改性后的g-C3N4在有机合成中表现出高转化率和选择性。

文/xiiluu

19、吉林大学/武汉理工大学-超顺磁性磁铁矿纳米颗粒：可磁场感知的仿生一维超顺磁性阵列

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

仿生人工磁感知系统示意图

中国吉林大学杨文胜教授和武汉理工大学麦立强教授等学者受到地球磁场感知的启发，利用超顺磁性的磁铁矿纳米颗粒(Fe3O4–NPs)，通过毛细血管桥作用组装成一维阵列，基于精确的位置和高横纵比特性，可产生高度各向异性的磁化特性。

文/April_bai

20、中国科学技术大学-有机半导体：实现有机半导体中金属向配合体的电荷转移以提高可见-近红外光催化能量

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+的结构示意图和表征

中国科技大学的熊宇杰(通讯作者)等人的研究表明，Mn +（M = Pt或Cu）和g-C3N4之间的金属到配体的电荷转移（MLCT）在光催化过程中起着十分重要的作用。

文/周健

21、银钼酸盐：具有高功率密度、高能量密度的混合金属银钼酸盐纳米结构的设计

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

所合成样品的XRD、晶体结构、DSC/TGA、FESEM

新加坡南洋理工大学的Pooi See Lee等人首次合成并证明了具有三斜晶体结构的层状银钼酸盐(T-Ag6Mo10O33)可以用作电容电极材料。该材料的能量密度为22.1 W h kg−1，功率密度为1.51 kW kg−1。增加能量密度的同时不会造成功率密度的损失，这种电容电极材料将会有着广泛的应用。

文/朱晓秀

22、光电探测器：经氧等离子体处理的高性能ReS2晶体管和光电探测器

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

氧等离子体处理ReS2薄膜晶体管示意图及处理前后的光学形貌

韩国成均馆大学的Jin-Hong Park（通讯作者）等人利用氧气等离子体处理获得高性能的ReS2晶体管及光探测器。其拥有高的开/关电流比（104）、高的迁移率（7.6 cm2 V−1 s−1）、高的光响应度（2.5 × 107 A W−1）以及快速的时间相应（上升和衰减时间分别为670 ms和5.6 s）。

文/Newgate、能源小将

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)晶面的应变差异图

加利福尼亚大学的Tolbert教授和Kaner教授等人发现了一种制备超硬硼化钨的新方法。该方法需要找准最容易滑移的原子面，然后利用固溶强化原理对该原子面进行选择性强化。利用该方法，Tolbert教授等人已成功制备出全新超硬W0.5Ta0.5B化合物。

文/王宇

24、南开大学-太阳能电池给体材料: 小分子给体材料在高效叠层太阳能电池中的应用

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

叠层太阳能电池结构和光吸收谱

南开大学陈永胜教授等人发现了3种具有良好光伏性能的低聚物小分子, 可用作单结有机太阳能电池前电极给体材料. 基于小分子给体材料的叠层太阳能电池在最优条件下光电转换效率为11.47% , 达到国际一流水平。

文/Pimento

25、国立清华大学-钙钛矿太阳能电池：高效全真空沉淀钙钛矿太阳能电池

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

加工设备以及钙钛矿成型示意图

近日，来自台湾国立清华大学材料科学与工程系的林皓武等，通过测量衬底附近试剂的局部压力，类气有机卤化物试剂可以非常容易地被监测和控制，优化后的压力值对有机卤化物两步法真空过程来说至关重要。厚度480nm、微米级晶体尺寸的钙钛矿层被证明非常光滑，且无针孔型缺陷。通过对这些精心设计的真空沉淀小分子电子和空穴传输层（ETLs, HTLs）钙钛矿激活层的集成，所有真空升华设备的能量转化效率（PCE）达到了17.6%，该效率离最高效方案处理型钙钛矿太阳能电池又更近了一步。

文/mike713

26、黑磷：黑磷的化学传感性能远高于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)

三种化学剥离得到的二维材料分散液和最终的化学传感器的照片

韩国科学技术院的Jihan Kim和Hee-Tae Jung（共同通讯）等人研究发现黑磷（BP）的化学传感性能明显优于二硫化钼和石墨烯。研究人员精确比较了BP、MoS2和石墨烯的化学传感性能（包括响应/恢复时间、选择性、摩尔响应因子、吸附行为等）。结果表明，与其他两种代表性二维传感材料相比，BP显示更高的敏感性、选择性和快速响应的NO2传感性能。

文/ Sea

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