Adv. Mater.：8月材料前沿科研成果十大精选

学术顶级期刊Advanced Materials 2016年8月材料前沿科研成果十大精选新鲜出炉：中科院化学所等—微带的定向控制光驱动；武汉理工大学等—高能量/功率密度的柔性准固态Ni-Zn电池；中南大学&中科院深圳先进院—可用于宽带隙双面染料敏化太阳能电池的黑磷基光电阴极；浙江大学等—可提高析氢反应电催化活性的Ni–Co–MoS2纳米盒；中科院长春应化所—可作为水氧化反应的过渡金属基电催化剂；复旦大学—具分级导电结构的大面积超级电容器纺织物；北大&中科院物理所—新型高容量钠离子电池负极材料：SnSSe；北航—由竹简启发的高能量密度的柔性可穿戴Li-O2电池；北京大学等—可提升聚合物太阳能电池综合性能的新型受体；上海交通大学—可提高析氢反应的原子级孔径的TaS2电催化剂。下面就让我们一起走进曼妙的材料前沿成果吧。

1、中科院化学所等—微带的定向控制光驱动

Direction-Controlled Light-Driven Movement of Microribbons（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602411）

图1 微带的显微图像及不同运动时间下的状态

中科院化学所的车延科研究员（通讯作者）和Feng Liu（通讯作者）等人报道了一种新型可定向控制其运动的，且能在多种疏水表面从PDI分子自组装而成的微带。并设计了一个“动态激子电荷模型（DECM）”来阐明其潜在的机制。

2、武汉理工大学等—高能量/功率密度的柔性准固态Ni-Zn电池

A Flexible Quasi-Solid-State Nickel–Zinc Battery with High Energy and Power Densities Based on 3D Electrode Design（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201603038）

图2 Ni-Zn电池结构原理图示

武汉理工大学的刘金平教授（通讯作者）和新加坡国立大学的Cao Guan（通讯作者）等人报道了首个1.77V柔性准固态Ni-Zn电池的原型。此电池中，ZnO纳米颗粒和NiO纳米片共同沉附于一个3D分级碳布-碳纳米纤维（CC-CF）基底上，分别作为阳极(CC-CF@ZnO)和阴极(CC-CF@NiO)。

3、中南大学&中科院深圳先进院—可用于宽带隙双面染料敏化太阳能电池的黑磷基光电阴极

Black Phosphorus Based Photocathodes in Wideband Bifacial Dye-Sensitized Solar Cells（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602382）

图3 BPQDs的结构与表征

中南大学的肖思副教授及郭学益教授（通讯作者）和中科院深圳先进院的喻学锋（通讯作者）等人设计了一个基于光电阴极的可适于宽带准固态双面n型杂染敏化太阳能电池（DSSCs）的黑磷量子点（BPQDs）。这个准固态的双面n型DSSCs由BPQDs基光电阴极组成，表现出6.85%的能量转换效率和24.31 mA cm-2的短路电流，这较没有BPQDs要提高120%。

4、浙江大学等—可提高析氢反应电催化活性的Ni–Co–MoS2纳米盒

Formation of Ni–Co–MoS2 Nanoboxes with Enhanced Electrocatalytic Activity for Hydrogen Evolution（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201601188）

图4 纳米盒结构及显微图示

浙江大学的楼雄文（通讯作者）和汉阳大学的Ungyu Paik（通讯作者）等人在溶剂热条件下，通过镍钴普鲁士蓝（Ni-Co PBA）纳米管和硫代钼酸铵之间的反应，利用MOF合成Ni和Co相结合的MoS2纳米盒。在作为析氢反应的电催化剂时，这种超薄的纳米片组装而成的纳米盒表现出极佳的电化学性能。

5、中科院长春应化所—可作为水氧化反应的过渡金属基电催化剂

Transition-Metal (Co, Ni, and Fe)-Based Electrocatalysts for the Water Oxidation Reaction（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602270）

图5 多孔Co3O4的显微图像

中科院长春应化所的汪尔康院士（通讯作者）等人针对基于过渡金属元素（包括Co、Ni、Fe）的析氧反应（OER）电催化剂在设计、合成及应用方面等一系列进展进行综述，并对其未来的发展前景进行展望。

6、复旦大学—具分级导电结构的大面积超级电容器纺织物

Large-Area Supercapacitor Textiles with Novel Hierarchical Conducting Structures（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602987）

图6 超级电容器纺织结构图示

复旦大学的彭慧胜（通讯作者）和王兵杰（通讯作者）等人通过设计分级导电结构，制备了一个具高能量储存性能的超级电容器纺织物。这个超级电容器纺织物按比例扩大到100 cm2可维持高比电容，产生电容、功率和能量，分别为69.3 F，80.7 mW及5.4 mW h。

7、北大&中科院物理所—新型高容量钠离子电池负极材料：SnSSe

Novel Metal Chalcogenide SnSSe as a High-Capacity Anode for Sodium-Ion Batteries（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201603219）

图7 SnSSe样品的晶体结构和形貌

北京大学陈继涛教授（通讯作者）和中科院物理所薛面起研究员（通讯作者）等人通过简单的固相反应合成了可用于高性能SIB负极的新型层状材料SnSSe。SnSSe具有较大的层间距、（001）晶面优先生长、易剥落和部分赝电容行为等特性。

8、北航—由竹简启发的高能量密度的柔性可穿戴Li-O2电池

A Flexible and Wearable Lithium–Oxygen Battery with Record Energy Density achieved by the Interlaced Architecture inspired by Bamboo Slips（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602800）

图8 受竹简启发的Li-O2电池结构

北京航空航天大学的张瑜（通讯作者）等人报道了一种新型的柔性可穿戴Li-O2电池结构，这个Li-O2电池的结构类似于竹简但是它的可轧制性却优于竹简，它可以从任意方向卷起来，这赋予了电池非常好的柔性，编织结构赋予了电池透气性，正极由一个聚丙烯膜和疏水凝胶聚合物的电解质保护着，可以避免接触湿气和水分而产生的隐患，所以即使电池金如到水里也可以正常运作。

9、北京大学等—可提升聚合物太阳能电池综合性能的新型受体

A Vinylene-Bridged Perylenediimide-Based Polymeric Acceptor Enabling Efficient All-Polymer Solar Cells Processed under Ambient Conditions（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602387）

图9 受体分子结构及表征

北京大学的赵达慧（通讯作者）、香港科技大学的颜河（通讯作者）及北卡罗来纳州立大学的Harald Ade（通讯作者）等人研究了无富勒烯结构的小型化学分子受体，相比于传统的富勒烯衍生物受体构成的太阳能电池，可很大的提高能量效率。小型化学分子受体聚合物太阳能电池，相比于聚合物太阳能电池，在形貌、结构稳定性，供、受体兼容性等方面均有提高，这些性能的提高有望改变PSC的PCE历史峰值。

10、上海交通大学—可提高析氢反应的原子级孔径的TaS2电催化剂

Atomic-Sized Pores Enhanced Electrocatalysis of TaS2 Nanosheets for Hydrogen Evolution（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602502）

图10 TaS2纳米片结构图

上海交通大学的陈明伟教授（通讯作者）等人通过氧等离子体刻蚀法，在2D的TaS2催化剂基片上制备出原子级孔径。这些经控制的，位于边缘处的超小孔径能极大的提高2D TaS2在催化析氢反应中的电化学活性。

以上列举的仅为Adv. Mater. 期刊8月份材料前沿科研成果的代表，由于篇幅所限，还有不少优秀成果没有列入。整理过程中难免存在疏忽，还望各位读者谅解并诚挚欢迎大家提出宝贵的意见/建议。

本文由材料人编辑部学术组大黑天供稿，材料牛编辑整理。

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