1.膠體合金
　　（Colloidalalloys with preassembled clusters and spheres） 　　自組裝是構建膠態晶體強有力的方法，主要因為球體、棒狀體或多面微粒可以建立起無數的結構。但是，許多復雜或低配位結構，例如金剛石、燒綠石和其它一些晶格不能進行自組裝。Ducrot等人介紹了一種新的基于所需超結構的預組裝組件和程序化最鄰近DNA調節相互作用的設計原則，從而能夠形成其它情況無法實現的結構。他們使用預組裝的膠體四面體和球體，獲得了包括沒有已知對應原子類似物的立方和四方膠體晶體和以前從未組裝過的滲透型低配位金剛石和燒綠石亞晶格。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4869）

　　2. 模擬納米織構的抗霧能力
　　（Antifogging abilities of modelnanotextures） 　　具有特殊形狀的納米尺度特征賦予了昆蟲表面廣泛的獨特性質。這些性質對于動物的生存來說必不可少，例如：蛾眼的低光反射率、彈尾蟲甲殼的防油性和棕櫚樹蟲的超粘性。抗反射蚊眼和蟬翅也已知具有一些防霧和自清潔的性能。在所有這些情況下，小特征尺寸與最佳形狀的組合提供了優異的表面性質。Mouterde 等人利用模仿自然系統的模型材料研究了防霧機制，并指出紋理的特征大小和形狀的重要性。雖然暴露在霧中大大地減損了疏水結構的疏水性，但通過將結構縮放至納米尺寸可以將這種失效最小化。如果疏水性表面由納米錐組成，將產生接近1 的霧化效率，并且小于 2μm 的水滴將會脫離，原本的減損效果甚至可以變得小到無法測量。（NatureMaterials DOI: 10.1038/NMAT4868）

　　3.超硬度和韌性的水凝膠
　　（Enzymatic mineralization generatesultrastiff and tough hydrogels with tunable mechanics） 　　動物的軟骨和皮膚由超過百分之五十的水組成，卻是相當堅硬（具有高達 100 兆帕的彈性模量）、堅韌并且很難斷裂（斷裂能量高達9000 焦耳/平方米）。這些特征使得這些生物材料在物理上優于現有的合成水凝膠。最近，在合成強韌水凝膠方面取得了很多進展，雙網水凝膠實現了皮膚似的韌性，并且無機-有機復合材料顯示出更好的性能。
　　然而，這些材料由于其具有的韌性而具有很高的拉伸性;在剛度方面，合成水凝膠無法與它們的天然對應物競爭，最好的實例僅具有10 兆帕甚至更小的彈性模量。Rauner 等人曾描述了含有碳酸鈣的水凝膠的酶誘導沉淀與結晶，但所得的材料是脆性的。這次他們報導了酶誘導形成非晶磷酸鈣納米結構，均勻分布于聚合物水凝膠中。其中最好的材料即使在它們的完全水溶脹狀態下也具有每平方米 1300 焦耳的斷裂能，該值優于大多數已知的水溶脹合成材料。他們還能夠調整其剛度高達440 兆帕，遠遠超過軟骨和皮膚。（Nature DOI: 10.1038/nature21392）

　　4.電解液添加劑實現鋰金屬電池的快速充電和穩定循環
　　（Electrolyte additiveenabled fast charging and stable cycling lithium metal batteries） 　　使用鋰（Li）金屬作為陽極的電池，因為具有高能量密度而被認為是很有前景的能量存儲系統。但是，與枝晶生長以及循環壽命有限（特別是在高充電電流密度情況下）相關的安全性問題阻礙了它們的實際應用。Zheng等人將LiPF6添加劑在 LiTFSI-LiBOB 雙鹽/碳酸鹽溶劑基電解質中調節到最佳量（0.05M），顯著增強了 Li 金屬電池的充電能力和循環穩定性。這一最佳添加量使4V Li 離子陰極的 Li 金屬電池在 1.75mAh·cm-2 的適度高負載下， 循環500 次之后仍具有 97.1％的容量保持率，并且在充放電電流密度高達 1.75mA·cm-2 下電極超電勢的增加非常有限。快速充電和穩定循環性能歸因于在Li 金屬表面上產生的穩定且導電的固體電解質界面以及穩定的 Al 陰極集電器。（Nature Energy DOI: 10.1038/nenergy.2017.12）

　　5. 三維有序富Li正電極β-Li2IrO3中陰離子氧化還原活性的證據
　　（Evidence foranionic redox activity in a tridimensional-ordered Li-rich positive electrodeβ-Li2IrO3） 　　鋰離子電池正極材料的選擇一直是依賴于陽離子氧化還原反應，直到最近發現了富 Li 層狀化合物中陰離子的氧化還原活性，使得容量高達300mAh·g-1。在尋求陰離子氧化還原的高容量電極方面，一直存在尚未解決的問題，那就是關于結構維度的重要性。
　　Pearce 等人報導了一種 β-Li2IrO3相，盡管在三維（3D）框架中排列的 Ir不像其他富Li 氧化物中看到的典型的二維（2D）層，但每個 lr 可以可逆地交換 2.5e-，在已報導的任何涉及d-金屬的插入反應中為最高值。如此大的活性度來自可逆陽離子 （Mn+）和陰離子 (O2)n- 氧化還原過程的結合，后者通過透射電子顯微鏡和中子衍射實驗可以觀察到，并通過密度函數理論計算進行了確認。此外，在不顯示出2D 層狀富 Li材料中所見的陽離子遷移與剪切原子層的同時，β-Li2IrO3 呈現出了良好的循環特性。值得注意的是，在相對于Li+/LiO 低至 3.4V 的電位下，陰離子氧化還原過程連同Ir4+ 氧化共同發生，這與在層狀α-Li2IrO3多晶體中觀察到的相同。理論計算闡明了 3D 與 2D 多晶體在結構、電子和機械描述方面的電化學相似性與差異。Pearce 等人的發現解放了結構尺寸約束，并為下一代鋰離子電池設計高能量密度電極提供了更多的可能性。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4864）

　　6. 低帶隙混合錫-鉛碘化物鈣鈦礦吸收劑
　　（Low-bandgap mixedtin–lead iodide perovskite absorbers with long carrier lifetimes forall-perovskite tandem solar cells） 　　僅使用金屬鹵化物鈣鈦礦子電池的串聯太陽能電池是下一代太陽能電池很有吸引力的選擇之一。然而，高性能低帶隙鈣鈦礦太陽能電池的缺乏，阻礙了開發高效全鈣鈦礦串聯太陽能電池的進展。Zhao 等人報導了具有開路電壓高達 0.85 V 、700-900 nm 的紅外波長范圍內外量子效率超過70％的高效混合錫-鉛碘化物低帶隙（?1.25 eV）鈣鈦礦太陽能電池，提供了一個短路電流密度超過 29 mA·cm-2，并適用于全鈣鈦礦串聯太陽能電池中的底層電池。該低帶隙鈣鈦礦太陽能電池實現了17.6％ 的最大功率轉換效率和17.01％的實證效率，并且電流-電壓滯后可以忽略。當與帶隙約1.58eV的鈣鈦礦頂端電池機械堆疊時，這種最好的全鈣鈦礦4端串聯太陽能電池顯示出21.0％的穩態效率。（Nature Energy DOI: 10.1038/nenergy.2017.18）

　　7. 共價有機框架化合物
　　（The atom, the molecule, and the covalentorganic framework） 　　大約一個世紀以前，Lewis發表了關于共價鍵的開創性工作，自此共價鍵在制造有機分子的理論中一直扮演重要角色。隨著共價有機框架化合物（COFs）的出現，共價鍵化學已經拓展到二維三維框架。Yaghi等人綜述了利用共價鍵鏈接有機分子合成結晶的多孔輕元素（B，C，N，O和Si）COFs的發展。這些COFs的發現為框架化合物不丟失多孔性和結晶性以及達到期望的材料性質奠定了基礎。（ScienceDOI：10.1126/science.aal1585）

　　8. 高ORR活性亞納米Pt合金納米線
　　（Efficient oxygenreduction catalysis by subnanometer Pt alloy nanowires） 　　通常認為低于2nm的Pt和Pt合金納米顆粒（NPs）不適合于氧還原反應（ORR）。但是，同樣的趨勢是否適用于Pt基的納米線（NWs）和納米片，仍有待解決，因為并沒有可規模化的方法來制備這些Pt納米結構。Jiang等人報導了一種制備直徑僅4-5個原子層厚的Pt合金 NWs的通用方法，包括單金屬的PtNWs、雙金屬的PtNi、PtCo NWs和三金屬的PtNiCo NWs。與Pt合金NPs截然不同的是，亞納米的Pt合金NWs表現出超常的質量和比活性（0.9Vvs. RHE時4.2A/mg和5.11 mA/cm2），比商用的Pt/C分別高出32.3和26.9倍。密度泛函理論模擬將這種高ORR活性歸結于亞納米Pt合金NWs上高密度（111）晶面活性位點。這些催化劑也表現出很好的穩定性，30000循環后幾乎沒有衰減。（Science Advance DOI：10.1126/sciadv.1601705）