1.石墨烯纳米器件用于DNA测序

（Graphenenanodevices for DNA sequencing）

快速、廉价、可靠的DNA测序技术是近十年来最具颠覆性的创新，因为这项技术为个人医疗开辟了道路。一系列基于纳米技术的测序方法被发明、建立，其中包括利用纳米孔测序。由于石墨烯具有独特的结构和性质，因此它为开发新型测序技术提供了机会。最近几年，许多基于石墨烯测序的创意想法在理论上被提出来，而首个实验装置也已被报道。Heerema等人就用于DNA测序的石墨烯纳米器件撰写了综述，他们对比了每种技术的优势及缺点，同时对石墨烯在DNA测序技术的未来前景进行了展望。（Nature Nanotechnology  DOI: 10.1038/NNANO.2015.307）

2.可与多种非孔表面紧密结合的水凝胶

（Toughbonding of hydrogels to diverse non-porous surfaces）

在很多动物体内，肌腱和软骨与骨头的连接十分坚韧（界面韧性可达800Jm2）。不过，合成水凝胶与非多孔表面工程固体材料间还无法达到如此坚韧的程度。Yuk等人报道了一种设计策略，可以将合成水凝胶（90%的成分为水）与多种非多孔表面固体材料（如玻璃、硅、陶瓷等）紧密的连接起来。这种设计策略是将水凝胶中的长链聚合物网络以共价键的形式附着到非多孔固体表面。相比于物理作用，化学连接具有更大的附着力，界面韧性可以超过1000 Jm2。最后，作者展示了这种杂化材料的某些用途，例如可以作为超强粘合剂以及材料保护层。（Nature Materials  DOI:10.1038/NMAT4463）

3.纳米晶体的表面科学

（The surface science of nanocrystals）

所有纳米材料都有一个共同特点，即高的比表面积，这使得表面在很多物理和化学过程中都起到主要作用。表面配体在纳米材料的合成、加工和应用中起到十分重要的作用。要弄清楚纳米界面的结构和性质，需要借鉴表面科学和配位化学中的概念和方法。Boles等人就纳米材料的表面科学撰写了综述，讨论了纳米材料表面成键情况、电子结构和界面间的化学转换。他们着重探讨了表面配体在实现纳米材料功能性方面的作用。由于纳米材料在生物医药和光电子器件方面有着重要应用，他们在文章的最后还对表面工程进行了应用评价。（Nature Materials  DOI:10.1038/NMAT4526）

4.催化可逆的烯烃-腈互换现象

（Catalyticreversible alkene-nitrile interconversion through controllable transferhydrocyanation）

氢氰酸具有剧毒性是众所周知的。但是，很多重要的化合物中都包含有CN基，并且HCN与C=C双键的反应在有机合成中也常常会被用到。Fang等人报道了一种另外的途径，通过使用Ni和Al催化剂，可以实现CN基从一个分子转移到另一个分子上。这一转移过程避免了HCN的使用，此外，反应还可以可逆进行，即可将烯烃从腈类化合物中释放出来。（Science  DOI: 10.1126/science.aae0427）

5.CH3NH3PbX3钙钛矿太阳能电池中离子极化诱导的电流-电压滞后效应

（Ionicpolarization-induced current–voltage hysteresis in CH3NH3PbX3 perovskite solar cells）

CH3NH3PbX3 (MAPbX3)钙钛矿作为一种吸光材料引起了广泛关注，基于这种材料的太阳能电池转化效率已经超过20%。尽管效率上有快速发展，但是人们对这类半导体的一些基本特性的认识还不是很深入。目前，尚未弄清楚的一种现象是在太阳能电池表征过程中出现的电流-电压滞后效应。Meloni等人通过理论计算与实验结合的手段，研究了这一现象的起源。通过实验手段可以确定滞后过程的活化能。第一原理计算表明，与MA相关的铁电效应的时间尺度与MA+转动的时间尺度不同，因此可以排除铁电效应的影响。此外，通过理论计算得到的卤离子移动的活化能与实验结果非常吻合。这些结果证明，卤离子的移动是引起太阳能电池滞后现象的原因。（Nature Communications  DOI:10.1038/ncomms10334）

6.相关金属作为透明导体

（Correlatedmetals as transparent conductors）

透明导体可用于光伏电池、显示器、固态光源等器件中。理想的透明导体应该同时具有高的透光率和电导率，不过这两种性质却是相互矛盾的。当前要达到这一要求，主要是借助在宽带隙半导体中进行重掺杂的手段，最常见的材料为氧化铟锡（ITO）。Zhang等人提出了一种设计策略，可以帮助找到具有高电导率、高透光率的金属化合物。该设计策略主要依赖强的电子-电子相互作用，这一作用可以提高载流子有效质量。他们合成了两种金属化合物（SrVO3 和CaVO3），这两种化合物都具有与ITO相媲美的特性，从而在实验上证实了其理论。此外，他们还提出快速识别有潜力材料的方法，以及未来进一步提升材料性能的路径。作者称这一工作为开发新型透明导体材料开辟了道路。（Nature Materials  DOI:10.1038/NMAT4493）

7．5nm石墨铅笔纳米点嵌入有序介孔骨架

（Incorporationof well-dispersed sub-5-nm graphitic pencil nanodots intoordered mesoporous frameworks）

过去数十年，将光学活性纳米材料直接嵌入到有序介孔骨架中被认为是十分困难的。Kong等人报道了一种方法，可将超小（小于5nm）的石墨铅笔纳米点直接嵌入到有序介孔骨架中，进而获得具有光电功能的材料。超小的铅笔纳米点通过传统的石墨化的铅笔芯制备而来，显示出优异的光物理和化学性质。他们将多种有序介孔骨架（包括介孔二氧化硅、碳、二氧化钛）作为主体框架，超小石墨化氮掺杂的铅笔量子点作为客体材料，成功的将石墨化氮掺杂铅笔量子点嵌入组装到多种有序结构中，将原来无活性的介孔氧化硅、介孔碳、介孔氧化钛赋予新的功能，首次得到了发光性能的介孔材料。他们预期，超小碳纳米点的大规模合成以及其在有序介孔骨架的嵌入，会促使一系列具有光学活性的新材料的产生。（Nature Chemistry  DOI:10.1038/NCHEM.2405）

8.利用小分子机械臂抓取、传输和释放分子货物

（Pick-up,transport and release of a molecular cargo using a small-molecule robotic arm）

现代化工业生产线常用机器人来完成特定的抓取、运输、连接部件等动作。但是，在分子层面上用类似的手段传输分子片段还很少有过尝试。Kassem等人报道了一种全合成的小分子机械臂，这种机械臂可以选择性的将分子货物在两个特定方向上传递。这种分子机械臂可以通过形成/断裂二硫键，实现对3-mercaptopropanehydrazide分子的抓取和释放。分子的传输是通过诱导机械臂分子构型的转变完成的。在整个三步的过程中，3-mercaptopropanehydrazide在两个方向上的传输总产率为79-85%，整个过程没有出现任何的分子断裂或与外界交换现象的发生。（Nature Chemistry  DOI:10.1038/NCHEM.2410）

————来源：新材料在线

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