1.具有高电容的氮掺杂多孔碳基材料用于电化学储能
（Nitrogen-doped mesoporous carbon of extraordinary capacitance for electrochemical energy storage）
相比于电池来说，电容器储存的能量相对较少，但却具有快得多的充放电速度。以碳基超级电容器为例，它可以输出更高的电功率，不过能量密度却较低。Lin 等人制备了一种氮掺杂的多孔碳基材料。他们发现当掺杂氮原子后，这种碳基材料的能量密度可以在不牺牲充放电的速度的条件下提高三倍。（Science DOI : 10.1126 / science.aa b3798 ）
2.合成硼烯：各向异性、二维的硼多晶
（Synthesis of borophenes: Anisotropic, two-dimensional boron polymorphs）
在原子水平上，硼原子与碳原子性质十分接近，都可以形成平面分子和球状分子。理论预测表面，二维（2D）硼薄膜将具有与硼原子团相类似的原子构型。 Mannix 等人在超高压的条件下，在银表面上合成了原子级厚度的、晶状2D硼薄膜。理论计算与实验表征，这种类似于石墨烯的薄膜结构是弯曲的，并且展示出金属的特性。（Science 10.1126 / science.aad 1080 ）
3.对用于锂离子电池的高容量层状氧化物中的O-O二聚体进行可视化研究
（Visualization of O-O peroxo-like dimers in high-capacity layered oxides for Li-ion batteries）
开发高效的充电电池意味着在更小的质量或体积里填充更多的能量。层状锂氧化物是一类有潜力的材料，它可以使电池的容量增加一倍。不过，设计安全长效的电池需要对材料在氧化还原过程中的物理和化学变化有深入的认识。 McCalla 等人通过理论计算和实验相结合的手段，研究了电池中 O-O 二聚体生成的过程，这一过程对提升材料的性质十分关键。作者称，他们的发现为建立层状氧化物中，阴离子形成还原过程与 O-O 成键过程之间的关系打下了基础。（Science 10.1126 / science.aac 8260 ）
4.液相电子显微镜的机遇和挑战
（Opportunities and challenges in liquid cell electronmicroscopy）
透射电子显微镜具有原子级的分辨率，可以提供物质结构和组成的信息。不过，它的检测对象限制于薄层、固体样品。液体样品（特别是含水的样品）很难检测，因为需要制备成在显微镜真空环境下稳定的薄液层。液相电子显微镜是近年来新型的技术，它可以利用电子显微镜强大的成像和分析能力来测试液体样品。 Ross 就液相电子显微镜对材料科学和生物学的影响撰写了综述。他们探讨了这项技术是如何普及开来的，以及它将对一些广泛存在的科学难题提供怎样的解决办法。（Science DOI ：10.1126 / science.aaa 9886 ）
5.含有聚（2-乙烯基-2-恶唑啉）的倒装聚合物富勒烯太阳能电池效率超过10%
（Inverted polymer fullerene solar cells exceeding 10% efficiency with poly(2-ethyl-2-oxazoline) nanodots on electron-collecting buffer layers）
聚合物太阳能电池因其较低的加工成本而受到关注，不过这类电池的效率还无法满足商业应用。在电子收集界面上形成一层偶极层是提高电池效率的有效方法。不过，迄今为止只有很少的偶极层材料被报道过，其中包括一些电中性聚合物。Nam等人合成了一种电中性聚合物—聚（2-乙烯基-2-恶唑啉）（PEOz），这种材料可以成功的被用作偶极层。在电子收集界面间插入 PEOz 层（特别是以纳米点的形式）后，经过退火处理，倒装太阳能电池器件的最佳能量转化效率可以达到 10.74% 。（Nature Communications DOI : 10.1038 / ncomms 9929 ）
6.在超薄VO2通道中正偏压栅极控制的金属-绝缘转换
（Positive-bias gate-controlled metal–insulator transition in ultrathin VO2 channels with TiO2 gate dielectrics）
下一代电子器件很可能集成多种功能性材料，包括具有铁电性质、铁磁性质和金属-绝缘体转化性质的材料。金属-绝缘体转变可以通过电子掺杂来控制，因此，在晶体管通道中使用这类材料可以极大的调控晶体管电流。不过，这种栅极控制的金属-绝缘体转变十分困难。 Yajima 等人实现了在转化温度附近，正偏压栅极控制的金属-绝缘体转变。他们采用高介电常数的 TiO2 作为栅极，因此可以积累大量的电子。在 VO2 通道中会出现相突变，这可以极大的改变电流。作者称这种固态运行可以使我们得以研究静电机理以及相变性质，为开发多功能场效应晶体管开辟了道路。（Nature Communications DOI : 10.1038 / ncomms 10104 ）
7.强耦合量子点固体中的电荷传输
（Charge transport in strongly coupled quantum dot solids）
高迁移率、胶体半导体量子点（QD）的出现引发了科学家们对很多基础物理问题的研究兴趣。 QD 中增强的耦合作用使得很多器件产生了破纪录的性能，包括晶体管、发光二极管、光伏器件、光探测器以及热电材料等等。Kagan等人就 QD 撰写了相关综述。他们主要介绍了高迁移率 QD 的合成、组装、配体处理以及掺杂的最新进展，此外也阐述了用来描述 QD 固态传输的实验和理论方法。最后，他们还对 QD 材料未来的发展趋势进行了预测。（Nature Nanotechnology DOI : 10.1038 / NNANO.2015.247 ）
8.在Cu-Ni合金上快速生长英寸级的石墨烯单晶
（Fast growth of inch-sized single-crystalline graphene from a controlled single nucleus on Cu–Ni alloys）
晶圆级单晶石墨烯单层材料在制备电子器件以及其他方面都有很大的用处。当前，基于最先进的化学气相沉积工艺来制备 1cm2 面积的单晶石墨烯需要 12h 。 Wu 等人报道了一种从单一原子核出发，高效快速生长大面积单晶石墨烯的办法。通过向 Cu-Ni 合金的特定区域注入碳源，他们可以在 2.5h 内合成出 1.5 英寸面积大小的石墨烯单层材料。局域注入可以诱导在整个基底上形成单一原子核，而优化的合金结构可以促进等温隔离，进而大幅加快石墨烯的生长速度。作者称，这种高效的合成方法或许也可以用于制备其他类型的二维材料。（Nature Materials DOI : 10.1038 / NMAT 4477 ）
————引自“新材料在线”
