1.单分子电子器件的化学原理

（Chemical principles of single-moleculeelectronics）

单分子电子学领域中，会利用包括工程学、物理学和化学等多学科的技术，以此来制备最微型的电子元件。单分子电子学是纳米电子学的一个分支，它的电子元件是由单个分子组成的。Su等人从化学角度撰写了关于单分子电子学的相关综述。他们着重讨论了单分子结中的三个组成单元（锚点、电极和分子桥）间的结构与性质的关系。各个组成单元之间的空间取向和电子耦合会极大的影响单分子器件的导电性能和功能。此外，他们还分别阐述了锚点基团的设计原理、电极的电子结构以及分子骨架的结构影响。（Nature Reviews Materials  DOI：10.1038/natrevmats.2016.2 ）

2.金属-有机骨架的化学、热力学和机械稳定性

（Chemical, thermal and mechanical stabilitiesof metal–organic frameworks）

金属-有机骨架（MOF）已经有了数以千计的结构，在很多领域中都有用武之地。伴随着这些应用，科学家们也开始更加关注MOF材料的机械、热力学和化学稳定性问题。材料在酸、碱、中性水溶液中的稳定性十分重要。经过多年的发展，现在已经可以设计出同时具有机械、热力学、化学稳定性的MOF材料。Howarth等人就这些进展撰写了相关综述，其中包括了材料的设计原则和合成方法。他们重点关注了作为异相催化剂的MOF材料是如何在严苛条件下发挥作用的。最后，他们还对具有高稳定性的MOF材料未来研究方向作了展望。（Nature Reviews Materials  DOI:10.1038/natrevmats. 2015.18）

3.利用疏水分子修饰钙钛矿薄膜

（Functionalizationof perovskite thin films with moisture-tolerant molecules）

有机-无机杂化钙钛矿十分适合作为光伏器件的吸光材料。最近几年内，钙钛矿太阳能电池的能量转化效率已经超过20%。不过，限制这类电池实际应用的一个重要因素是钙钛矿材料在潮湿环境下的性能衰减，这导致了电池效率的快速下降。Yang等人报道了一种疏水性的烷基铵盐，这种材料可以在钙钛矿表面自组装形成高效的防水层。自组装层可以在高相对湿度（90±5%）的环境中保护钙钛矿30天。更重要的是，基于这样的钙钛矿薄膜，太阳能电池效率依然可以超过15%。提高钙钛矿材料的抗水能力是大规模应用钙钛矿基太阳能电池的重要一步。（NatureEnergy  DOI: 10.1038/NENERGY.2015.16）

4.大面积石墨烯基纳米滤膜的制备

（Large-areagraphene-based nanofiltration membranes by shear alignment ofdiscotic nematic liquid crystals of graphene oxide）

石墨烯基薄膜具有超快的水传输性，同时还具有精确的分子筛选能力，因此有望成为新型的分离体系。不过，大面积制备这类薄膜仍是一个技术难题。Akbari等人发现，碟形氧化石墨烯（GO）液晶相可以被剪切形成高度有序的、连续的多层薄膜，并且这种制备方法适用于工业大面积生产。在不到5s的时间内，可以制备出13×14cm2大小面积的薄膜。压力驱动的传输数据证明，这种薄膜对有机探针分子有高的保留量（90%），对一价和二价的盐离子也有适中的保留量（30-40%）。（Nature Communications  DOI:10.1038/ncomms10891）

5.石墨烯和碳纳米管的元素重掺杂

（Elementalsuperdoping of graphene and carbon nanotubes）

低维度石墨材料包括石墨烯、石墨烯量子点和单壁碳纳米管等，对其掺杂氮、硫、硼等元素会显著改变其性质。Liu等人发现，先通过简单的氟化作用，再在掺杂源中退火可以有效的重掺杂低维度石墨烯材料。掺杂后，材料的性质会发生改变。例如，当石墨烯用氮重掺杂后，可以大幅提升电容储能能力、提高氧还原反应效率，同时产生铁磁性。此外，通过改变氟化程度，掺杂水平可以在很大范围内调整，这有利于寻找二维石墨材料的最优掺杂条件。（Nature Communications  DOI:10.1038/ncomms10921）

6.用烃类溶剂加工的高效有机太阳能电池

（Effcientorganic solar cells processed from hydrocarbon solvents）

有机太阳能电池有诸多优点，如原料丰富易得、可卷对卷加工、机械韧性好、质量轻等。不过，目前所有的高效器件都是由卤代溶剂加工的，而这类溶剂对环境的危害很大。利用非卤代溶剂来加工有机太阳能电池都没有获得很好的效率。为了克服这一点，Zhao等人开发了一种利用烃类溶剂加工的材料体系，这一体系不仅更加环保，而且还可以获得11.7%高效率。高的能量转化效率归因于多种因素的协同作用，如溶剂、添加剂、聚合物结构、加工条件等。他们的实验结果不仅证明了可以用更加环保的方式加工有机太阳能电池，同时也揭示了重要的科学现象，这对为了开发高效太阳能电池十分重要。（Nature Energy  DOI:10.1038/NENERGY.2015.27）

7．可降解、吸收PET材料的细菌

（Abacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)）

一种从废瓶回收站中分离出来的细菌可以分解、代谢塑料。塑料消费品的日益增多，给环境中带来了不计其数的塑料垃圾。Yoshida等人向我们展示，通过特种细菌来降解塑料制品或许是一条消除塑料污染的有效途径。这种新型细菌，Ideonella sakaiensis，可以利用两种酶来降解PET，最终利用分解产物来供给自身生长。（Science  DOI: 10.1126/science.aad6359）

8.由纳米晶体单元组成的高效热电纳米复合物

（High-performancethermoelectric nanocomposites from nanocrystal building blocks）

通过大面积固态热电器件，来有效的将热能转化成电能，是长久以来的目标。尽管纳米晶体材料已经获得很高的热电效率，但进一步提升效率则需要对纳米级构建单元和界面进行精确的化学调控。Ibanez等人报道了一种简单、通用的合成策略，可以利用胶体纳米晶体的自组装，自下而上的制备结构完整、纳米尺度的热电材料。例如，在PbS-Ag体系中，Ag纳米晶不仅可以阻挡声子传播，还可以向PbS主体半导体提供电子，并降低晶区间的电荷传输能量势垒。基于这种制备策略，材料在850K的条件下，热电优值可以达到1.7。（Nature Communications  DOI: 10.1038/ncomms10766）

————来源：新材料在线

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