Nature & Science：1月材料领域科研成果汇总
作为标杆科技发展前沿的Nature & Science顶刊，材料人们也万万不可放过啊！鉴于假期已步入倒计时，便容小编为你们简单细数一下1月间荣登顶刊的材料大文。
1、Naure：催化剂载体对氢溢流的影响
瑞士国家实验室的Yasin Ekinci和Jeroen A. van Bokhoven（共同通讯作者）等人通过提高纳米制备的精度制备出可控且精准可调谐的模型系统，用于量化氢溢流在可还原及不可还原载体上的发生效率及空间幅度。确立了载体对氢溢流产生的影响，这将有助于提高对氢存储与催化反应的理解。
文献链接： Catalyst support effects on hydrogen spillover （Nature，2017，DOI：10.1038/nature20782）
2、Nature：单颗粒上催化反应的高分辨面扫图像
加州大学伯克利分校的Dean Toste与希伯来大学的Elad Gross（共同通讯作者）等人利用空间分辨率可达25 nm的同步辐射红外纳米光谱对附着在催化颗粒上的N-杂环碳烯分子的化学转换进行面扫，从而实现在颗粒区域上进行分辨。并证实在表面锚定的N-杂环碳烯上，相较于颗粒上的平坦区，含有低配数金属原子的颗粒边缘则在催化氧化与还原中更具活性。
文献链接：High-spatial-resolution mapping of catalytic reactions on single particles（Nature，2017，DOI：10.1038/nature20795）
3、Nature：光激连续统中束缚态产生的激光效应
加州大学圣地亚哥分校的Boubacar Kanté（通讯作者）等人报道了室温下，连续统中束缚态（BIC）空腔的激光效应。所制备的BIC空腔由悬浮在空中的一阵列圆柱形纳米谐振器组成，产生的激光效应则在之后按比例缩减至88纳米谐振器。BIC激光将为研究光-物质相互作用打开新的研究通道，因其本质上是与拓扑电荷向联系并代表着自然矢量光源，帮助探索光学捕获、生物传感与离子信息。
文献链接：Lasing action from photonic bound states in continuum（Nature，2017，DOI：10.1038/nature20799）
4、Nature：可重构棱柱搭建材料的合理设计
哈佛大学Katia Bertoldi（通讯作者）等研究者基于空间填补与镶嵌，引入一个更为稳健的设计策略来创建由刚性板和弹性铰链周期性组装而成的三维可重构材料。以数值分析与物理原型为指导，系统的探索了该设计结构的机动性，并确定大范围内不同变形与内部重排的影响。
文献链接：Rational design of reconfigurable prismatic architected materials（Nature，2017，DOI：10.1038/nature20824）
5、Science：基于纳米限域的高伸缩性聚合物半导体薄膜
斯坦福大学鲍哲南教授（通讯作者）和三星先进技术研究院的Jong Won Chung（通讯作者）等人通过探索基于聚合物的纳米限域的概念，显著地改善聚合物半导体的拉伸性，而不影响电荷传输迁移率。在纳米限域下增加的聚合物链动力学显著降低共轭聚合物的模量，并大大延迟在应变下的裂纹形成的开始。基于上述原理，他们制备的半导体膜可以拉伸到100％应变，而不影响迁移率，保持值与非晶硅相当。
文献链接：Highly stretchable polymer semiconductor films through the nanoconfinement effect（Science，2017，DOI：10.1126/science.aah4496）
6、Science：首次实现5nm碳纳米管CMOS器件 打破传统硅基极限
北京大学彭练矛和张志勇（共同通讯作者）等人制备了10纳米栅长（对应5纳米技术节点）的顶栅碳纳米管场效应晶体管，在相同尺寸下，其性能已经超越硅基互补金属-氧化物半导体（CMOS）FETs。通过对栅长尺寸缩小影响器件性能的研究发现，相比硅基器件，使用石墨烯接触的碳纳米管场效应晶体管表现出更优的性能，包括更快的响应速度、更低的驱动电压（碳纳米管0.4 V，硅0.7 V）、亚阈值摆幅更小（73 mV/decade）。5纳米CNT FETs已经接近场效应晶体管的量子极限，实现场效应晶体管的单电子开关操作，这是目前所实现的最小的纳米反相器电路。
文献链接：Scaling carbon nanotube complementary transistors to 5-nm gate lengths（Science，2017，DOI：10.1126/science.aaj1628）
7、Science：氧化钒中的反常低电热导率
橡树岭国家实验室Olivier Delaire与加州大学伯克利分校的吴军桥（共同通讯作者）报道了在高温范围240-340 K内，金属-绝缘体转变临界区，氧化钒打破威德曼-弗朗兹定律的现象。不同于早先确立的机制，在强相关的电子流体中，不寻常的低电热导率现象是准粒子缺失的信号，此时，热与电荷独立扩散。
文献链接：Anomalously low electronic thermal conductivity in metallic vanadium dioxide（Science，2017，DOI：10.1126/science.aag0410）
8、Science：光敏化，能量转移介导的有机金属催化剂
密歇根州立大学James K. McCusker与普林斯顿大学David W. C. MacMillan（共同通讯作者）通过一激活途径：从铱敏化剂产生一个连接卤代芳烃和羧酸的激发态镍复合物，制备出激发态金属有机催化剂。并以详细的机制研究确定了能量转移中光敏化的作用。
文献链接：Photosensitized, energy transfer-mediated organometallic catalysis through electronically excited nickel(II)（Science，2017，DOI：10.1126/science.aal2490）
9、Science：单向压力下Sr2RuO4临界温度达峰值
普朗克研究所Alexander Steppke，Andrew P. Mackenzie及Clifford W. Hicks与鲁道夫·佩尔斯研究中心Steven H. Simon（共同通讯作者）等人研究了Sr2RuO4的超导性与各向异性链间的关系。并沿着晶格<100>方向施加单向压力到-1吉帕斯卡，使得Sr2RuO4的临界转变温度（Tc）从未受压力时的1.5K增至3.4K。
文献链接：Strong peak in Tc of Sr2RuO4 under uniaxial pressure（Science，2017，DOI：10.1126/science.aaf9398）
10、Science：首次通过高压转变获得金属氢
哈佛大学Isaac F. Silvera（通讯作者）首次在低温下，通过施加压力获得金属氢。在495 Gpa下，氢成为金属态，反射率高达0.91。也证实了1935年物理学家希拉德-贝尔-亨廷顿和尤金-魏格纳首次提出的理论，即通常情况下氢气是一种气体，但若暴露在极端压力条件下将形成金属状态。
文献链接：Observation of the Wigner-Huntington transition to metallic hydrogen（Science，2017，DOI：10.1126/science.aal1579）
11、Science：原子级薄材料的磁共振波谱分析
哈佛大学H. Park和M. D. Lukin（共同通讯作者）通过纳米级核四级矩共振（NOR）光谱对仅存在原子级杂质的钻石进行分析探索2D材料的性质。同时，N-空位（NV）色心的相干操控使得在原子级薄六方氮化硼（h-BN）上探索纳米级尺度下至~30核自旋。这种低维纳米级材料的表征将促进新量子杂化系统的发展，以及原子级系统上2D材料单个原子的连续性结合。
文献链接：Magnetic resonance spectroscopy of an atomically thin material using a single-spin qubit（Science，2017，DOI：10.1126/science.aal2538）
12、Science：首次合成五唑阴离子盐高能含能材料
南京理工大学化工学院胡炳成与陆明教授（共同通讯作者）首次合成并表征了稳定的五唑阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl。这种阴离子是利用间氯过氧苯甲酸和甘氨酸亚铁直接切断多取代芳基五唑的C-N键得到。并通过单晶X射线衍射进行结构表征，分析其各类盐的稳定性。同时该稳定全氮阴离子盐的分解稳定则高达116.8℃。
文献链接：Synthesis and characterization of the pentazolate anion cyclo-N5- in (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（Science，2017，DOI：10.1126/science.aah3840）
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