1. 高壓下氦和鈉的穩(wěn)定化合物
　　（A stable compound of helium andsodium at high pressure） 　　氦通常被認(rèn)為是化學(xué)惰性的，這是因?yàn)樗鼧O其穩(wěn)定的閉殼電子構(gòu)型，零電子親和力和卓越的電離勢。除了少數(shù)包合物之外，能否形成熱力學(xué)穩(wěn)定的化合物尚未可知。Dong 等人使用了從頭算的進(jìn)化算法 USPEX 和金剛石壓砧高壓合成，發(fā)現(xiàn)了熱力學(xué)穩(wěn)定的氦和鈉的化合物，Na2He，它具有螢石型結(jié)構(gòu)，以及能在 >113GPa 壓力下保持穩(wěn)定。他們還展示了He 原子的存在導(dǎo)致強(qiáng)電子局域化，并使得這種材料絕緣。該相是一種電子相，使電子對定位在間隙中，在空的 Na8 立方體內(nèi)形成八芯雙電子鍵。他們還預(yù)測在高于 15GPa 的壓力下具有類似Na2HeO 結(jié)構(gòu)的化合物存在。（Nature ChemistryDOI: 10.1038/NCHEM.2716）

　　2. 化學(xué)構(gòu)成多樣且多功能的有機(jī)-無機(jī)混合鈣鈦礦
　?。–hemically diverse andmultifunctional hybrid organic–inorganic perovskites） 　　有機(jī)-無機(jī)混合鈣鈦礦（HOIP）可以具有寬泛的組成成分，包括鹵化物，疊氮化物，甲酸鹽，二氰胺，氰化物和二氰基金屬鹽。這些材料具有幾個(gè)共同的特征，包括它們典型的ABX3 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和存在占據(jù) A 位點(diǎn)的有機(jī)胺陽離子。目前對HOIP 的研究傾向于關(guān)注金屬鹵化物 HOIP，它很有希望用于太陽能電池和光電子器件中；不過，其它亞類也表現(xiàn)出多樣的物理性質(zhì)。Li 等人總結(jié)綜述了所有已知 HOIP 亞類的化學(xué)可變性和結(jié)構(gòu)多樣性，還討論了它們引人注目的物理性能，包括光伏和光電性能、介電性、磁性、鐵電性、鐵彈性和多鐵性的綜合報(bào)告。（Nature Reviews Materials DOI: 10.1038/natrevmats.2016.99）

　　3.直接觀測超級電容器電極中的離子動(dòng)力學(xué)
　?。―irect observation of ion dynamicsin supercapacitor electrodes using in situ diffusion NMR spectroscopy） 　　多孔碳電極內(nèi)的離子傳輸是超級電容器中能量存儲的基礎(chǔ)，也決定著它們充放電的速率，但很少有研究闡明影響離子動(dòng)力學(xué)的材料性質(zhì)。Forse 等人使用原位脈沖場梯度 NMR 光譜對超級電容器中的離子擴(kuò)散進(jìn)行了直接測量。他們發(fā)現(xiàn)納米多孔電極結(jié)構(gòu)中的限制使其相比于純電解質(zhì)減少了超過兩個(gè)數(shù)量級的離子有效自擴(kuò)散系數(shù)，并且孔內(nèi)擴(kuò)散由電極/電解質(zhì)界面處離子總數(shù)的變化調(diào)制。電解質(zhì)濃度和碳孔大小分布也影響孔內(nèi)的擴(kuò)散和離子在納米孔中的移動(dòng)。根據(jù)他們的發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)orse 等人認(rèn)為控制充電機(jī)制可以調(diào)整超級電容器的能量和功率性能從而應(yīng)用于一系列不同的應(yīng)用。（Nature Energy DOI: 10.1038/nenergy.2016.216）

　　4. 距離相關(guān)性磁共振成像
　?。―istance-dependentmagnetic resonance tuning as a versatile MRI sensing platform for biologicaltargets） 　　納米尺度的距離依賴性現(xiàn)象，例如福斯特共振能量轉(zhuǎn)移，是用于感測和成像的重要相互作用，但是它們對于生物成像的通用性會受到與周圍生物基質(zhì)，特別是體內(nèi)系統(tǒng)不希望出現(xiàn)的光子相互作用的限制。Choi 等人報(bào)導(dǎo)了一種新型的基于磁性的納米級距離依賴性現(xiàn)象，可以定量和可逆地對生物學(xué)重要目標(biāo)的分子內(nèi)/分子間相互作用進(jìn)行感測和成像。他們還引入了發(fā)生在順磁性“增強(qiáng)劑”和超順磁性“猝滅劑”之間的距離依賴性磁共振調(diào)諧（MRET），其中 T1 磁共振成像（MRI）信號被調(diào)為 ON 或 OFF 是取決于淬滅劑和增強(qiáng)劑之間的間隔距離。利用MRET，Choi 等人證明了用于納米尺度距離測量的基于 MRI 標(biāo)尺的原理，并成功檢測到分子相互作用（例如：裂解、鍵合、折疊和展開）和體外與體內(nèi)系統(tǒng)的生物學(xué)目標(biāo)。MRET 可以作為一種新的傳感原理來擴(kuò)大對更廣泛的生物系統(tǒng)的探索。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4846）

　　5.雙異質(zhì)結(jié)納米棒光響應(yīng)LED
　　（Double-heterojunctionnanorod light-responsive LEDs for display applications） 　　雙功能顯示器可以通過可見光同時(shí)發(fā)送和接收信息與能量，這將增強(qiáng)用戶界面和設(shè)備與設(shè)備的交互性。Oh 等人將雙異質(zhì)結(jié)設(shè)計(jì)成膠體半導(dǎo)體納米棒，可以在單個(gè)器件內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)電致發(fā)光和通過光伏響應(yīng)高效地產(chǎn)生光電流。這些雙功能、全溶液處理的雙異質(zhì)結(jié)納米棒光響應(yīng)發(fā)光二極管，為各種先進(jìn)的應(yīng)用開拓了可行的路線，包括從無接觸交互式屏幕到能量收集和清除顯示，以及大規(guī)模并行的顯示器與顯示器的數(shù)據(jù)通訊。（Science DOI: 10.1126/science.aal2038）

　　6. 通過原子觸點(diǎn)進(jìn)行熱傳輸
　?。℉eat transportthrough atomic contacts） 　　納米級的熱傳輸和耗散嚴(yán)重限制了高性能電子器件和電路的小型化。金屬原子結(jié)作為模型系統(tǒng)可以用來探測一維（1D）系統(tǒng)中原子水平的電和熱傳輸也就是發(fā)生的量子效應(yīng)。盡管在過去二十年中已經(jīng)深入研究了原子結(jié)中的電荷傳輸，但是對熱傳輸?shù)谋碚饕廊缓懿怀浞?，因?yàn)樗枰Y(jié)合小熱通量的高靈敏度和穩(wěn)定原子接觸的形成。Mosso 等人利用原子結(jié)，實(shí)現(xiàn)了對室溫下金單原子觸點(diǎn)熱傳遞的測量，以及熱導(dǎo)的分析。對電荷和熱傳遞的同時(shí)測量，揭示了電和熱傳導(dǎo)之間的比例性，是由相應(yīng)的電/熱導(dǎo)量子量化的。這構(gòu)成了對 Wiedemann-Franz 定律在原子尺度上的驗(yàn)證。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2016.302）

　　7. 光伏場效應(yīng)晶體管
　?。≒hotovoltagefield-effect transistors） 　　對紅外輻射的探測使得夜視、健康監(jiān)測、光通信和三維物體識別成為可能。硅廣泛用于現(xiàn)代電子學(xué)中，但其電子帶隙阻礙了長于約1100納米波長的光的檢測。因此，人們很關(guān)注將硅光電檢測器的性能擴(kuò)展到超出硅的帶隙的紅外光譜中去。Adinolfi 等人演示了以硅用作電荷傳輸?shù)墓夥鼒鲂?yīng)晶體管，但由于使用量子點(diǎn)，光吸收劑也對紅外光敏感。在硅和量子點(diǎn)之間的界面處產(chǎn)生的光伏器件，結(jié)合由硅器件提供的高跨導(dǎo)，使其具有高增益（在1500納米下每個(gè)光子超過104個(gè)電子）、快速時(shí)間響應(yīng)（小于10微秒） 和廣泛可調(diào)的光譜響應(yīng)。Adinolfi 等人的光伏場效應(yīng)晶體管的響應(yīng)度在1500 納米的波長比先前的紅外敏化硅檢測器高5個(gè)數(shù)量級。敏化使用室溫溶液工藝實(shí)現(xiàn)，并且不依賴于傳統(tǒng)的高溫外延生長半導(dǎo)體（例如用于鍺和III-V半導(dǎo)體）。研究結(jié)果表明，膠體量子點(diǎn)可以作為硅基紅外檢測的高效平臺，能與目前最先進(jìn)的外延半導(dǎo)體競爭。（NatureDOI: 10.1038/nature21050）

　　8.用于化學(xué)選擇性甲硫氨酸生物偶聯(lián)的氧化還原試劑
　?。≧edox-basedreagents for chemoselective methionine bioconjugation） 　　半胱氨酸可以通過無數(shù)的酸堿結(jié)合的方法特異性官能化，并應(yīng)用于探測從蛋白質(zhì)功能到抗體-藥物綴合物和蛋白質(zhì)組。相反，與其它含硫氨基酸（甲硫氨酸）的選擇性連接已被其固有的、較弱的親核性排除了。Lin 等人報(bào)導(dǎo)了一種用于通過氧化還原反應(yīng)化學(xué)選擇性甲硫氨酸生物偶聯(lián)的策略，他們使用基于氧氮丙啶的試劑實(shí)現(xiàn)高度選擇性，在一系列生物相容的反應(yīng)條件下快速、強(qiáng)大地進(jìn)行甲硫氨酸標(biāo)記。他們還突出強(qiáng)調(diào)了這種共軛方法的廣泛效用，可以使精確添加有效載荷到蛋白質(zhì)上、合成抗體-藥物偶聯(lián)物，以及鑒定整個(gè)蛋白質(zhì)組中的高反應(yīng)性甲硫氨酸殘留。（Science DOI: 10.1126/science.aal3316）

　　9. 用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決量子多體問題
　?。⊿olving thequantum many-body problem with artificial neural networks） 　　由量子物理中多體問題所構(gòu)成的挑戰(zhàn)，源于很難描述多體波函數(shù)指數(shù)復(fù)雜度中編碼的重要相關(guān)性。Carleo 等人演示了波函數(shù)的系統(tǒng)性機(jī)器學(xué)習(xí)可以將這種復(fù)雜性減少到易于處理的計(jì)算形式，用于一些物理學(xué)關(guān)注的情況。他們還介紹了基于數(shù)量可變的隱藏神經(jīng)元的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的量子態(tài)的變分表示。這種增強(qiáng)學(xué)習(xí)方案能夠發(fā)現(xiàn)基態(tài)以及描述復(fù)雜相互作用量子系統(tǒng)的單一時(shí)間演化。并且，這種方法在一維和二維描繪原型交互自旋模型中實(shí)現(xiàn)了高精度。（Science DOI:10.1126/science.aag2302）