顶刊封面：七月材料领域优秀成果十大精选

2018-08-08 13:35:28 作者：牛编辑来源：材料人分享至：

1、Nature Materials封面：磁性涡轮

牛津大学的P. G. Radaelli以及美国威斯康星大学麦迪逊分校的C.-B. Eom（共同通讯作者）等人利用X光磁线/圆二色谱光发射电子显微学等实验手段首次观察到了反铁磁性赤铁矿外延膜中的涡旋（vortices）的形成过程。其中尤为引人注目的是，拥有与该赤铁矿涡旋结构相同的涡旋状态和回转数的铁磁性拓扑结构能够通过界面交换被印刻在超薄钴铁磁多层膜结构上。该研究证明了通过施加磁场可以达到操控涡旋孤子对的目的。

文献链接：Observation of magnetic vortex pairs at room temperature in a planar α-Fe2O3/Co heterostructure（Nature Materials, 2018, DOI: 10.1038/s41563-018-0101-x）

2、Nature Nanotecnology封面：超高拉伸强度的碳纳米管管束

清华大学的张如范、李喜德教授以及魏飞教授（共同通讯作者）的联合团队在超强碳纳米管纤维领域首次报道了接近单根碳纳米管理论强度的超长碳纳米管管束。该研究利用原位气流聚焦法实现了厘米级连续碳纳米管管束的制备，这种新型管束具有确定的组成、完美的结构以及平行的排列状态，可以规避由于碳纳米管内部结构缺陷和杂乱取向而引起的纤维强度下降。据研究统计分析，这种管束的拉伸强度可以提高到80GPa以上，超过了所有已知的纤维材料。这项工作揭示了碳纳米管用于制造超强纤维的潜在前景，为发展新型超强纤维奠定了基础。

文献链接：Carbon nanotube bundles with tensile strength over 80 GPa（Nature Nanotechnology, 2018, DOI: 10.1038/s41565-018-0141-z）

3、Nature Chemistry封面：氨基酸编码制备导电纳米结构

美国纽约城市大学的Rein V. Ulijn（通讯作者）课题组展示了可以通过利用氨基酸修饰自组装内核分子来控制其两亲性并进一步调节其组装模式的方法。研究人员分别采用亚胺类有机半导体和构型不同的酪氨酸甲酯作为内核分子和竞争性反应位点，在引入编码氨基酸后，酯的水解和酰胺化反应在动力学上相互竞争从而导致氨基酸的共价/非共价引入，最终实现了超分子自组装路径的多样化。而有机半导体内核分子的存在促使电子线的形成和降解，因此这一方法可用于制备瞬态导电纳米结构。

文献链接：Amino-acid-encoded biocatalytic self-assembly enables the formation of transient conducting nanostructures（Nature Chemistry, 2018, DOI: 10.1038/s41557-018-0047-2）

4、Nature Catalysis封面：光“干涉”聚合反应

柏林洪堡大学的Stefan Hecht（通讯作者）团队报道了利用单光转换催化剂系统远程控制开环聚合反应的研究。通过将苯酚基团引入到芳烯型结构，研究人员探索了光诱导酮-烯醇互变实现单体可逆活化的策略。在这一策略中，利用紫外光或者可见光可以可控地将单体引入生长中的聚合物链，从而实现了聚合过程基态催化的外源调节，为创造新型聚合物结构提供了可能性。

文献链接：A photoswitchable catalyst system for remote-controlled （co）polymerization in situ（Nature Catalysis, 2018, DOI: 10.1038/s41929-018-0091-8）

5、Joule封面：液态金属液流电池

斯坦福大学的William C. Chueh和Jason Rugolo（共同通讯作者）等人报道了可通过氧化铝固体电解质来稳定钠-钾液流电池。氧化铝作为一种钾离子的高效导体，在与钠-钾液态金属的接触过程中非常稳定，钠离子交换过程对其影响非常小。该研究也表明此类型电池的开路电压可以到达3.1-3.4V，室温下的功率密度也有65 mW cm-2，为制备高性价比液流电池提供了新的策略。

文献链接：High-Voltage, Room-Temperature Liquid Metal Flow Battery Enabled by Na-K|K-β″-Alumina Stability（Joule, 2018, DOI: 1 0.1016/j.joule.2018.04.008）

6、Energy Environ. Sci.封面：无镉CuInS2/ZnS量子点用于光催化产氢

法国格勒诺布尔大学的J. Fortage、D. Aladakov以及M.-N. Collomb（共同通讯作者）等人发展了一种无镉核壳CuInS2/ZnS量子点用于光催化产氢应用。在抗坏血酸作为电子供体的条件下，这种量子点与钴基四氮杂环类分子催化剂形成的新型量子点杂化系统在可见光作用下展现出优异的产氢性能，超越目前报道过的无镉量子点-分子催化剂杂化系统。这一新型系统为发展黄铜矿纳米晶的应用提供了新的方向。

文献链接：Cadmium-free CuInS2/ZnS quantum dots as efficient and robust photosensitizers in combination with a molecular catalyst for visible light-driven H2 production in water（Energy Environ. Sci., 2018, DOI: 10.1039/C8EE00120K）

7、JACS封面：超光滑量子点微图案

北京航空航天大学的刘欢研究员（通讯作者）等人提出可控液体转移法将量子溶液转移到基底上形成超光滑微图案的策略。在非对称溶剂蒸发引起的马兰戈尼效应流和拉普拉斯压力的共同作用下，量子点在整个溶液转移过程中实现了动态平衡，基于这种现象，量子点纳米粒子可被均匀地转移到衬底上的目标区域上。以此为基础所制备的QLED器件表现出相当高的性能，这一结果提供了一种低成本、简单、实用的溶液处理方法，即使在空气中也能用于制备高性能的QLED器件。

文献链接：Ultrasmooth Quantum Dot Micropatterns by a Facile Controllable Liquid-Transfer Approach: Low-Cost Fabrication of High-Performance QLED（JACS, 2018, DOI: 10.1021/jacs.8b02948）材料牛资讯详戳：J. Am. Chem. Soc.: 简易可控液体转移法制备超光滑量子点微图案——低成本制备高性能QLED

8、Angew封面：氧化锡缺陷掺杂调控用于高性能钠离子电池

深圳大学的张培新教授和佐治亚理工学院的林志群教授（共同通讯作者）等人合作通过调控静电纺丝碳纤维中包覆的氧化锡颗粒的氧缺陷掺杂行为，极大地改善了钠离子电池材料的性能。这种材料在无需粘结剂和导电添加剂的前提下便可以作为工作电极使用，不仅如此，与以往的钠离子电池相比表现出了优异的电化学性能（高可逆容量、超长循环稳定性以及优异的倍率性能）。

文献链接：Robust SnO2?x Nanoparticle‐Impregnated Carbon Nanofibers with Outstanding Electrochemical Performance for Advanced Sodium‐Ion Batteries（Angew, 2018, DOI: 10.1002/anie.201802672）

9、Angew封面：双金属有机框架系统

OER南京师范大学的兰亚乾和李亚飞（共同通讯作者）等人通过设计合成一系列的稳定MOF材料来阐释双金属电催化剂的优异性能机理。这种双金属MOFs以多元金属羧酸盐作为原料，并且所有的双金属MOFs的OER性能全部优于单金属MOFs。DFT理论计算以及实验结果均表明第二金属原子的引入可以提高原有金属原子的活性，这一结果为设计高效能量存储转换器件提供了新的策略。

文献链接：Exploring the Performance Improvement of the Oxygen Evolution Reaction in a Stable Bimetal–Organic Framework System（Angew, 2018, DOI: 10.1002/adma.201800237）

10、Advanced Materials封面：三维DNA折纸晶体