1.基于聚合物基陶瓷的增材制造

（Additive manufacturing of polymer-derivedceramics）

某些材料，如热塑性塑料和金属，天生就适合3D打印，因为当被加热后这些材料中单独的粒子会融合成为一个整体。与之对应的是陶瓷材料，陶瓷在加热时不会融合到一起。Eckel等人开发了一种新技术，可以通过3D打印（或立体平版印刷）技术将特定的陶瓷聚合物前驱体加工成为复杂的结构。加热后，聚合物会裂解形成陶瓷。这种陶瓷几乎不会表现出收缩，并且表现出极好的热稳定性。（Science DOI：10.1126/science.aad2688）

2.非光合作用细菌的自发光敏作用用于光化学合成

（Self-photosensitization of nonphotosyntheticbacteria for solar-to-chemical production）

固体器件可以有效的捕获太阳能，进而将二氧化碳转化成化学产物和燃料。不过，生物早已演化出通过光合作用的办法高效、低成本的完成这一过程。Sakimoto等人开发了一种生物-无机杂化体，能有效结合两者的优势。他们将半导体纳米颗粒附着于一种非光合作用细菌表面，将其作为光捕获剂。捕获的能量可以用于维持细菌的新陈代谢，而细菌则可以不断地制造出醋酸。（Science DOI：10.1126/science.aad3317）

3.通过金属诱导重排完成的催化偶联反应

（Catalytic conjunctive cross-coupling enabled by metal-induced metallate rearrangement）

Suzuki-Miyaura偶联反应在当代的有机合成中具有举足轻重的地位，广泛的用来连接形成碳-碳键。传统上认为，钯催化剂先活化一个碳单元，然后再将其连接到另一个碳单元上。Zhang等人发现这一反应还有不同的反应路径。在他们的体系中，钯原子先诱导两个碳单元到一个硼原子周围，接着，催化剂将另外一个C-C键连接到第三个上。反应生成的产物具有高度的对映选择性。（Science DOI：10.1126/science.aad6080）

4.基于双交联聚电解质的自愈合、可拉伸的超级电容器

（A self-healable and highly stretchable supercapacitorbased on a dual crosslinked polyelectrolyte）

更好的自愈合性和可拉伸性对于个人电子设备（如可穿戴设备）的大规模实际应用具有重要意义。不过，目前可自愈合超级电容器的愈合效率及可拉伸性能都比较差，这主要因为传统所使用的酸性电解质材料为聚乙烯醇，这种材料本身既没有自愈合性能，也没有可伸展性。Huang等人报道了一种含有聚丙烯酸双交联聚合物的电解质。这种电解质在各方面都具有更优异的性能，并且具有高的自愈合和可拉伸性能。以这种电解质制造的超级电容器在特定的电极下，拉伸率可以达到600%。（NatureCommunications DOI: 10.1038/ncomms10310）

5.极窄带隙的armchair型石墨烯纳米带

（Ultra-narrow metallic armchair graphene nanoribbons）

石墨烯纳米带（GNRs）是一类有潜力的构建单元，可以用来制造纳米电子器件。最近，自下向上的合成方法使得科学家们可以合成出具有不同宽度和掺杂的armchair型GNRs。尽管当前实验研究的GNRs都是宽带隙的，但理论预测表明，每隔三个的armchair型GNR（长度N=3m+2，m为整数）就应该具有金属性，即极窄的带隙。Kimouche等人合成了N=5的GNR。他们用扫瞄隧道显微镜和密度泛函理论，研究了GNR片段的长度与电子带隙和轨道结构之间的关系。当GNRs的长度为5nm时，呈现出几乎完全的金属性（带隙为100meV）。此外，他们还发现GNRs中的缺陷不会显著改变其电子结构。（NatureCommunications DOI: 10.1038/ncomms10177）

6.合成“不可能”分子筛

（Synthesis of ‘unfeasible’ zeolites）

分子筛是多孔的铝硅酸盐材料，在很多领域都有应用。不过，尽管理论模拟表明，存在上百万种可能的分子筛结构，但目前被证实的只有200多种结构，其中有50多种是纯硅材料。这一现象被称为分子筛难题。科学家们提出了一些说法，解释为何存在这么多无法合成的结构。Mazur等人报道了成功合成两种“不可能”分子筛—IPC-9和IPC-10。这些新型高硅分子筛具有一些特殊性质，如包含奇数个环。这些分子的成功合成为制备以前无法合成的分子开辟了道路。（Nature Chemistry DOI:10.1038/NCHEM.2374）

7.仿生自组装的控制和成像

（Controlling and imaging biomimetic self-assembly）

化学分子的自组装是一种十分吸引人的方法，可以制备多种结构有序的功能性材料。尽管科学家们对于制备基于不同结构单元的超分子做出了巨大努力，但是对于分子自组装机理的认识以及对自组装过程的监控还比较落后。Aliprandi等人通过超分子与光化学结合的手段，对铂化合物的超分子形成过程进行了详细的表征和控制。超分子形成包含了两个动力学组装过程和热动过程。不同聚集状态会发射出的不同波长的荧光，这可以作为自组装过程实时监控的依据。（Nature Chemistry DOI:10.1038/NCHEM.2383）

8.镍催化的酰胺Suzuki–Miyaura偶联反应

（Nickel-catalysed Suzuki–Miyaura coupling of amides）

Suzuki–Miyaura偶联反应已经成为构建C-C最重要的方法之一。尽管钯催化剂曾一度统治了整个领域，但现在镍基催化剂正逐渐普及开来。这是因为镍催化剂的独特性质可以切断碳-杂原子键，而其他的金属催化剂则很难做到这一点。Weires等人首次报道了镍催化的酰胺Suzuki–Miyaura偶联反应。这一反应的条件温和、耐受性好并且可以用于连续过渡金属催化偶联反应。这项研究证明，酰胺也可以作为反应物，通过切断C-N键来构建形成新的C-C键。（NatureChemistry DOI: 10.1038/NCHEM.2388）

————引自“新材料在线”