1. 連續(xù)供氧輔助下的單晶石墨烯超快生長
　?。║ltrafast growth of single-crystal graphene assisted by a continuousoxygen supply） 　　石墨烯具有一系列獨特的物理性質(zhì)，可以用于各種電子、光子和光伏發(fā)電器件。大多數(shù)的應用需要大面積高質(zhì)量的石墨烯薄膜。在銅表面利用化學氣相沉積法（CVD）合成石墨烯的方法因其方法簡單且可以有效控制成本引起了人們特別的關注。然而，在銅表面通過CVD方法生長石墨烯的速率小于0.4μm s-1，因此合成大面積、單晶石墨烯至少需要幾個小時。Xu等人展示了在銅箔上以60μm s-1的速度生長石墨烯。他們實現(xiàn)高生長速率的方法是通過將銅箔以約15μm的間隙放置于氧化基板上，CVD生長期間氧化基底提供了持續(xù)的氧氣到銅催化劑的表面，由此顯著降低了碳原料分解的能量勢壘，從而增加了生長速率。通過這種方法，他們使單晶石墨烯域在5s內(nèi)橫向生長0.3mm。（NatureNanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2016.132）

　　2. 還原氧化石墨烯薄膜中反應納米粒子的超快自組裝和穩(wěn)定化
　?。║ltra-fast self-assembly and stabilization of reactive nanoparticles inreduced graphene oxide films） 　　導電基體承載的納米粒子在電化學儲能、催化和高能器件中無處不在。然而，對于它們要達到最終效用，特別是對于高活性材料，表面氧化和集聚仍然是其要面對的兩大挑戰(zhàn)。Chen等人提出了一種在10ms內(nèi)將直徑約10nm的納米顆粒均勻分布在還原氧化石墨烯基質(zhì)中的自組裝方法。還原氧化石墨烯中的微尺寸顆粒被加熱到高溫并急速冷卻來保留所得到的納米結(jié)構。這種形成機制有可能是微尺寸顆粒在高溫下被融化，然后被還原氧化石墨烯中的缺陷所分離并在冷卻時自組裝成納米顆粒。這種超高速的制造方法可廣泛應用于很多材料，包括鋁、硅和錫等。其中，這種技術一種獨特的應用是在還原氧化石墨烯膜中穩(wěn)定鋁納米顆粒，作為可切換的高能材料具有優(yōu)良的性能。（Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms12332）

　　3. 高可伸縮性透明離子觸控板
　?。℉ighlystretchable, transparent ionic touch panel） 　　鑒于人機交互變得越來越重要，觸控板可能需要具有伸縮性和生物相容性，從而能夠與人體更好的集成。然而，大多數(shù)的觸控板都是基于硬而脆的電極開發(fā)出來的。Kim等人展示了一種基于含有氯化鋰鹽的聚丙烯酰胺水凝膠的離子觸控板。面板是柔軟和可拉伸的，因此它可以承受大的形變。因為水凝膠是透明的，對于可見光有98％的透射率，所以該面板可以自由傳輸光信息。另外，他們采用了一種表面電容觸摸系統(tǒng)來感測觸摸位置。該觸控板可以工作在1000%的表面張力下，且性能沒有減損。他們還展示了將該觸控板集成在皮膚上進行寫字、彈鋼琴和玩游戲等。（Science DOI: 10.1126/science.aaf8810）

　　4.骨頭的納米復合性質(zhì)驅(qū)動其強度和抗損傷能力
　?。═he nanocomposite nature of bone drives its strength and damageresistance） 　　在人體骨骼中，非晶型礦物是形成高度替代性的納米晶體磷灰石的前驅(qū)體。然而，這種非晶型礦物的確切作用現(xiàn)仍未知。Tertuliano等人利用透射電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)在松質(zhì)骨的無序相中存在100-300nm的非晶鈣磷酸鹽區(qū)域。對直徑250nm到3000nm的圓柱形有序相骨和無序相骨樣品的納米力學試驗，揭示了從可塑性形變到脆性損壞的轉(zhuǎn)變，且較小的樣品中至少有高出兩個量級的強度。他們推測這種損壞機制中的轉(zhuǎn)變是由抑制較小樣品中的外部纖維剪切造成的，且這新出現(xiàn)的越小強度越大的尺寸效應與缺陷分布的樣品尺寸比例有關。他們的這一研究結(jié)果有助于對骨骼多尺度本質(zhì)的理解，并提供了對生物礦化過程的深入理解。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4719）

　　5.非晶固體中彈性的破壞
　?。˙reakdown of elasticity in amorphous solids） 　　對外部應力的響應是表征固體特性的方式之一。有序固體，例如晶體，在表現(xiàn)出的彈性區(qū)域的同時緊接的是塑性區(qū)域。這兩者都能根據(jù)晶格畸變和位錯的方式從微觀角度進行理解。對于非晶形固體的情況的理解反而不是很清楚，對其形變和應力的微觀理解是現(xiàn)在十分熱門的研究課題。有些研究顯示，即使在彈性區(qū)域低溫時的響應也很不平穩(wěn)，與無序磁性材料十分類似。Giulio等人的研究表明，在非常多種非晶形固體中一旦降低溫度都會有這樣的表現(xiàn)，作為一種相變，它標志著彈性性能被破壞。在這個轉(zhuǎn)化中所有非線性彈性模量都出現(xiàn)偏差，標準的彈性理論不再成立。低于這一轉(zhuǎn)變溫度，對形變的響應變得具有歷史和時間依賴性。（Nature Physics DOI: 10.1038/NPHYS3845）

　　6.高通量虛擬篩選和實驗方法設計高效分子有機發(fā)光二極管
　?。―esignof efficient molecular organic light-emitting diodes by a high-throughputvirtual screening and experimental approach） 　　因為有效計算時間的指數(shù)增長和仿真與計算機學習技術的不斷完善，虛擬篩選正成為用于分子發(fā)現(xiàn)的突破性工具。Rafael等人提出了一種綜合有機功能材料的設計方法，這一方法融合了理論理解、量子化學、化學信息學、機器學習、先進工業(yè)技術、有機合成、分子表征、器件制造和光電檢測。在探索了160萬的分子搜索空間，并利用時間依賴的密度泛函理論對其中400000進行篩選后，他們利用可見光譜確定了數(shù)千種有前景的新型有機發(fā)光二極管分子。他們團隊協(xié)作從這個集合中選出了最佳組分。實驗測定這些合成分子的外部量子效率高達22%。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4717）

　　7.金屬-有機骨架結(jié)構的礦物
　?。∕inerals with metal-organic framework structures） 　　金屬-有機骨架（MOFs）是一類越來越重要的基于開放的納米級金屬-有機結(jié)構的先進材料，其設計和合成是基于精心設計的亞單元的定向組裝。Huski?等人發(fā)現(xiàn)：稀有的有機礦物綠草酸鈉石和草酸鋁鈉石表所具有的結(jié)構，也就是磁性和質(zhì)子導電的金屬草酸鹽MOFs的結(jié)構，從而證明了礦物學和MOF化學之間意想不到的聯(lián)系。綠草酸鈉石和草酸鋁鈉石的結(jié)構，表現(xiàn)出接近納米寬度和客體填充的孔隙和通道，分別改變了MOFs完全是人造材料的觀點。綠草酸鈉石和草酸鋁鈉石的結(jié)構成為迄今為止有機礦物質(zhì)中唯一開放框架結(jié)構的代表。 （Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1600621）

　　8.人工混合導體中的協(xié)同、超高速大容量存儲和遷移
　?。⊿ynergistic, ultrafast mass storage and removal in artificial mixedconductors） 　　單相混合導體（電子和離子）使材料（如在電池電極）中的化學計量發(fā)生變化，由此產(chǎn)生大容量的存儲和再分配。Chen等人考慮了這種特性怎樣才可能在固體兩相體系中協(xié)同實現(xiàn)，從而形成人工混合導體。此前的研究顯示復合材料受到緩慢動力學的影響并不能明確地確定化學計量的變化。Chen等人利用電化學和化學方法將“超離子”導體RbAg4I5和電子導體石墨復合，該復合材料表現(xiàn)出顯著的銀過量和銀缺乏區(qū)域，類似于單相混合導體中所表現(xiàn)的那樣，盡管這種行為不可能同時存在于各個單相中。另外，銀的動力學吸收和釋放是非?？斓?。通過界面雙極性擴散估計的上限值表明化學擴散系數(shù)甚至比液態(tài)水中氯化鈉所表現(xiàn)出的值還要高。這些結(jié)果可能會激發(fā)系統(tǒng)性的研究，從而獲得更強大的甚至是介觀的人工混合導體。（Nature DOI: 10.1038/nature19078）
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