1.一維納米晶體
　　（1Dnanocrystals with precisely controlled dimensions, compositions, andarchitectures） 　　合成具有不同光譜特征的一維納米晶體，對于探索納米尺度與形狀有關的特性展現出誘人的前景。Pang等人利用具有規整結構和窄分子量分布的功能性類杯刷狀共聚物材料作為納米反應器，可以精確控制尺寸和組分，制成多種純納米棒、核殼納米棒以及納米管。這些圓柱形單分子納米反應器可以高度控制一維納米晶體的大小、形狀、結構、表面化學和特性。Pang 等人還展示了金屬的、鐵電的、上轉換的、半導體的和熱電的一維納米晶體的合成。（Science DOI: 10.1126/science.aad8279）

　　2.納米尺度上利用混合量子寄存器測量寬帶磁場
　　（Measuringbroadband magnetic fields on the nanoscale using ahybrid quantum register） 　　納米尺度上大梯度快速切換磁場的產生和操控對于材料科學和很多應用具有很重要的價值。然而，至今還無法實現對高帶寬任意方向上磁場的表征。Ingmar 等人利用單電子和核自旋進行相干控制測量了由高空間分辨率和寬帶寬的硬盤驅動器刻寫磁頭所產生的磁場。他們通過相干自旋拉比震蕩能夠得到區間接近千兆赫的場分布，磁場測量的精度為1mT/nm，靜態和動態磁場的量化軸向和鏡像分量與其方向無關。Ingmar 等人提出的方法為精確測量納米級寫磁頭的磁場鋪平了道路，這對于未來這些器件的小型化十分重要。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2016.163）

　　3.量化分子缺陷對聚合物網格彈性的影響
　　（Quantifyingthe impact of molecular defects on polymer network elasticity） 　　彈性是軟材料最重要的特性之一，但在聚合物網絡中存在拓撲分子缺陷，這使得它們的彈性很難被量化。而且，這些缺陷對材料彈性有怎樣的影響仍是未知的。Zhong 等人利用流變學、分解光譜法和仿真來測量剪切彈性模量，并記錄一些列聚合物水凝膠中不同類型缺陷的拓撲“環”的數量，然后用這些數據來評估彈性的經典仿真和仿射網絡理論。由該結果導出了描述“環”缺陷如何影響材料彈性的真彈性網絡理論（RENT）。給定環缺陷部分，RENT 預測得出的剪切彈性模量與實驗觀察結果一致。（Science DOI: 10.1126/science.aag0184）

　　4.通過蝕刻犧牲性水溶層來合成獨立的單晶鈣鈦礦薄膜和異質結構
　　（Synthesisof freestanding single-crystal perovskite films and heterostructures by etchingof sacrificial water-soluble layers） 　　合成和操控二維（2D）材料的能力，已經對科學和技術產生了多次變革性影響。與剝離和堆疊本征層狀晶體相媲美的還有復雜材料原子尺度薄膜生長，這一技術也可以創造具有新型功能和新興現象的人工二維異質結構，例如：鈣鈦礦異質結構。但是，從生長基底上分離這些薄膜層仍是一種挑戰，這使得對這些異質結構的操控受到了限制。最近，Lu 等人提出了一種可以制造獨立鈣鈦礦薄膜的簡單方法。這一方法的關鍵是鈣鈦礦基板上水溶性 Sr3Al2O6 的外延生長，緊接著是薄膜和異質結構的原位生長。他們通過在水中蝕刻Sr3Al2O6 層可以制成毫米尺寸的單晶薄膜。這為向其它他任意基底的轉移和與半導體及層狀化合物的結合提供了機會。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4749）

　　5.催化活性起源及催化劑設計
　　（Activity origin and catalyst designprinciples for electrocatalytic hydrogen evolution on heteroatom-doped graphene） 　　析氫反應事電催化過程中的一個基本過程，并且再電水解產氫的能量轉化中起著重要作用。析氫反應的催化劑通常基于貴金屬或者過渡金屬二硫屬化物，而碳基非金屬電催化劑通常表現出較差的催化活性。最近，澳大利亞阿德萊德大學的喬世璋課題組報導了一系列異質原子摻雜的石墨烯材料作為有效電催化析氫反應的催化劑。他們結合光譜表征、電化學測試和密度泛函理論計算進行了分析，建立了催化析氫活性趨勢并探討了活性起源，對于涉及更有效的催化劑提高了指導原則。他們預測，通過合理改善物理化學特性獲得的石墨烯基催化劑很有可能超過金屬基催化劑的性能。（Nature Energy DOI: 10.1038/NENERGY.2016.130）

　　6.碳基非金屬催化劑
　　（Carbon-based metal-freecatalysts） 　　金屬和金屬氧化物作為催化劑已被廣泛應用于材料生產、清潔能源產生和儲存以及很多其它重要的工業生產過程。然而，金屬基催化劑通常價格昂貴、選擇性低、耐用性差、易氣體中毒和不環保等缺點。2009年一類新的基于地殼豐量元素的碳材料被發現具有高效的催化活性且價格低廉，可作為貴金屬Pt的替代物。自那時起，碳基非金屬催化劑吸引了廣泛的研究興趣，并取得了很大的進展。最近，Dai等人綜述了這一迅速發展的研究領域，內容包括：有效碳基非金屬材料的分子設計，并特別強調了異質原子摻雜的碳納米管和石墨烯。他們也討論了碳基非金屬催化劑在清潔能源轉化和存儲、環境保護和重要的工業生產領域的進展，并列出了這一研究領域面臨的關鍵挑戰及重要機會。（Nature Reviews Materials，DOI：10.1038/natrevmats.2016.64）

　　7.未來能源存儲的多維度材料和器件結構
　　（Multidimensional materials and device architectures for future hybrid energy storage） 　　由于人類對于無數便攜電子設備的依賴，電能存儲在我們日常生活中扮演重要角色。而且，電子器件的微型化、無線設備集成到我們的住宅和衣服以及廣泛預期的物聯網，這些都促使我們不斷發展微型且存儲能力強大的儲能器件。最近，Burce Dunn和Yury Gogotsi等綜述了目前電能存儲技術的最新進展，列出了克服目前瓶頸的方法以及未來研究的方向。他們認為下一代電能存儲設備的特征應該是一種綜合電池和電化學電容器特征的混雜型器件。（Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms12647）

　　8.有效析氫催化劑MoS2(1-x)Se2x
　　（Efficient hydrogen evolution by ternary molybdenum sulfoselenide particles on self-standing porous nickel diselenide foam） 　　隨著大量化石能源的消耗及其帶來的環境污染，人們急需尋找產生清潔能源的新方法。氫氣是可再生能源的一種理想載體，然而，因為缺乏比Pt廉價且有效的催化劑，氫氣的產生效率很低。Zhou等人最近報導了一種催化活性高、壽命長的廉價過多金屬二硫屬化物，這種催化劑的催化活性與目前商用Pt催化劑的性能接近，且優于大部分過渡金屬二硫屬化物（如：MoS2,CoSe2等）他們將三元MoS2(1-x)Se2x顆粒生長在泡沫NiSe2上，這有利于調節催化活性位點、多孔性和異質原子摻雜和電導率。（Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms12765）
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