盘点：2016年中国学者在Nature上发表的重大科技成果！

【前言】

又是一年岁末时，回首2016，有什么感动了你，有什么温暖了你，又有什么震撼了你。拉回扯动的思绪，容我们也作个总结，追随小编的脚步，感叹科技的进步，看看材料领域，中国学者在Nature上发表的重大科技成果！

2016年，有中国研究者参与，在Nature上发表的论文有122篇（来自web of science统计分析），主要涵盖材料、生物、物理、化学与环境等诸多领域，可谓百花齐放，百家争鸣。能荣登Nature之列自然不同凡响，那么接下来就容我们开始品味材料领域的科技成果吧。

【成果速览】

1、中科大：解决温室气体—将CO₂电催化还原成液体燃料

中科大谢毅教授和孙永福教授（通讯作者）等人提出利用部分氧化的Co层来催化CO₂电还原，制备Co₃O₄与Co的共存4原子厚的薄层，并证实这原子级薄层表面的Co原子较大块样品的Co原子有着更高的固有活性、甲酸盐合成的选择性以及更低的过电压，而部分氧化的原子层会进一步提高它们的固有活性。值得关注的是这可以将材料从一个对CO₂电还原不具催化性的惰性状态转换成一个有活性的催化剂，实现原子级结构对CO₂的电还原。

文献链接：Partially oxidized atomic cobalt layers for carbon dioxide electroreduction to liquid fuel（Nature，2016，DOI：10.1038/nature16455）

2、香港科技大学：胶体晶体的表面预熔行为模式

香港科技大学韩一龙教授（通讯作者）等人利用胶粒形成稳定均衡的晶体—蒸汽界面，并在单个颗粒水平上研究了表面的预熔行为。发现单层胶体晶体在周界展现出不完全的预熔现象，并保持持续的液层厚度，而两层或是三层的晶体则表现出传统完全熔化的行为。这个发现与传统假说，即二维晶体从它们的自由表面（固气界面）开始均相熔化相对。同时这也对现有表面预熔和二维熔化现存理论产生很大影响。

文献链接；Modes of surface premelting in colloidal crystals composed of attractive particles（Nature，2016，DOI：10.1038/nature16987）

3、西安交大：首次揭示二维材料摩擦演化之谜

西安交大李巨教授（通讯作者），清华大学李群仰副教授（通讯作者）和美国宾夕法尼亚大学Robert W. Carpick教授（通讯作者）等人通过原子模拟，首次重现了石墨烯摩擦行为的所有核心现象，并提出了二维材料可能存在的一种全新的摩擦演化及调控机制。二维材料由于其超薄的几何特性和超大的柔性，能够通过改变自身构型来影响接触界面的钉扎状态，进而可从界面的“质”而不仅是“量”上来调控其摩擦性能。基于此机理，研究团队还提出并论证了通过对二维材料施加可控变形来实现对表面摩擦行为大范围调控的新思路。

文献链接：The evolving quality of frictional contact with graphene（Nature，2016，DOI：10.1038/nature20135）

4、上海高研院：合成气直接制烯烃

中国科学院上海高等研究院的钟良枢和孙予罕（共同通讯作者）等人通过采用全新催化剂活性位结构——钴锰催化剂，发现在温和的反应条件下（250℃和1~5 atm），该催化剂可实现高选择性合成气直接制备烯烃，甲烷选择性可低至5%，低碳烯烃选择性可达60%，总烯烃选择性高达80%以上，烯/烷比可高达30以上；同时，产物碳数呈现显著的窄区间高选择性分布，产物分布完全不服从经典的ASF规律，体现出很好的FTO性能。这项研究对拓展合成气催化转化领域有重大意义，此外，它还具有很高的经济效益，将有利于促进我国煤化工的发展。

文献链接：Cobalt carbide nanoprisms for direct production of lower olefins from syngas（Nature，2016，DOI：10.1038/nature19786）

5、国家纳米科学中心：将MOF用于高效选择性加氢反应

国家纳米科学中心的唐智勇、李国栋和澳大利亚格里菲斯大学的Huijun Zhao（共同通讯作者）等报道了将铂纳米颗粒封装到MOF层间或孔道内构建具有高效选择性催化的反应容器。该反应器由含Fe³⁺, Cr³⁺或兼而有之（ MIL-101）金属节点的MOF将铂纳米颗粒封装其中形成三明治平台，整个体系对催化α，β-不饱和醛的加氢反应具有高活性和高选择性。

文献链接：Metal–organic frameworks as selectivity regulators for hydrogenation reactions（Nature，2016，DOI：10.1038/nature19763）

6、复旦大学：光控微流体新技术

复旦大学俞燕蕾（通讯作者）团队研发了一种新型的光控微型驱动器，实现了对液体的非接触的实时控制。研究人员从血管壁的构造中获得灵感，采用了光致形变的交联液晶聚合物制备出了管状微型驱动器（TMAs）。这种微尺度下的光诱导液体混合和微球的捕获和移动能够极大地简化微流体设备。该微型驱动器可被制备成多种形状，推动非极性乃至极性液体移动。这种光致形变的TMAs能够广泛应用在微反应器、芯片实验室和微光机系统领域中。

文献链接：Photocontrol of fluid slugs in liquid crystal polymer microactuators（Nature，2016，DOI：10.1038/nature19344）

7、中科大：首次观测单分子偶极耦合作用

中科大侯建国和董振超（共同通讯作者）等人利用扫描隧道显微镜，通过电子隧道效应对锌酞菁分子进行局域激发，同时结合电致发光获得分子特定的激子耦合空间分布图。这种实验研究方法从分子系统上提供了样品的偶极耦合空间信息，更有利于帮助对光收集结构和量子光源的理解。

文献链接：Visualizing coherent intermolecular dipole–dipole coupling in real space（Nature，2016，DOI：10.1038/nature17428）

8、北航：猪笼草的秘密—连续快速定向水运输

北航江雷院士、陈华伟教授和张德远教授（共同通讯作者）带领科研团队攻占仿生领域，对猪笼草进行研究，发现连续定向水运输特性在口缘区表面发生，由于其多级结构，优化并加强了在运输方向上的毛细上升，并阻止回流，通过“驻扎”在一个地方，该地方前方所有水滴都反向流动。这导致了两个结果：1，即使无任何表面能梯度下的一维流动；2，运输速度比以前以为的快的多。这也为开发人工液体传输系统提供新的理论依据。

文献链接：Continuous directional water transport on the peristome surface of Nepenthes alata（Nature，2016，DOI：10.1038/nature17189）

【后记】

2016年即将画上圆满句号，人才强国，科技的进步有赖于每位科研工作者的努力！新的一年，定个小目标，先发一个Nature，敢想敢做，行动起来，或许下一个在国际顶级科技期刊出现的中国身影就是你。

本文由材料人编辑部大黑天供稿，材料牛编辑整理。

材料牛网专注于跟踪材料领域科技及行业进展，如果您对于跟踪材料领域科技进展，解读高水平文章或是评述行业有兴趣，点我加入材料人编辑部。

材料人网尊重所有进行知识传播的媒体，转载请联系tougao@cailiaoren.com。

材料测试，数据分析，上测试谷！