1.胶体物质:堆积、构型和熵(Colloidal matter: Packing, geometry, and entropy)
有可控形状和一定相互作用的胶体粒子是研究物质如何进行自组装的理想体系。类似原子或者分子,这些胶体粒子会形成体结构,如液体或晶体。不过,胶体粒子的聚集会以其特有的形式进行,表现出十分复杂并有趣的聚集行为。它们的聚集行为受到粒子形状和拓扑结构的限制。 Manoharan 就胶体与原子间的相似性撰写了一篇综述,主要从胶体粒子的堆积、构型和熵三个方面来阐述。(Science DOI : 10.1126 / science.1253751 )
2.铁催化的非活化烯烃分子间的[2+2]环加成反应
(Iron-catalyzed intermolecular [2+2] cycloadditions of unactivated alkenes)
理论上,对碳碳双键照射以合适波长的光,就可以促使它们形成四元的环丁烷。但实际上,这种合成方法十分繁琐并且效率很低,特别是当需要的波长范围在远紫外线区域时。Hoyt等人报道了一种铁基催化剂,可以在无需光激发的条件下,催化多种类型的烯烃进行成环反应。此外,系统的优化配体结构还可以有效的降低副反应发生的概率。(Science DOI : 10.1126 / science.aac 7440 )
3.通过超声喷雾干燥法制备无定型的纳米粒子
(Production of amorphous nanoparticles bysupersonic spray-drying with a microfluidic nebulator)
无定型纳米粒子常常比对应的晶体组分溶解的更快,这一优势带来很多应用,如药物的输送等。Amstad等人报道了一种方法可以将有机物和无机物通过超声喷雾干燥的方法制备成无定型的纳米颗粒。过程中溶剂蒸发的速度极快,以至于在晶核形成前,纳米可以就已经制备完成。极小的粒子尺度可以在数个月的时长内抑制晶体的形成。(Science DOI :10.1126 / science.aac 9582 )
4.纳米晶体超晶格中的取代掺杂
(Substitutional doping in nanocrystal superlattices)
掺杂是一种有意将杂原子添加到主体材料以改变其性质的过程。掺杂可以改变主体材料的多种性质,包括电场、磁场、发光、催化等,因此带来更广阔的应用范围。 Cargnello 等人探索并扩展了掺杂的概念。他们利用一种纳米晶体取代另一种纳米晶体,制备掺杂的自组装超晶格。具体来说,他们用金纳米晶体作为掺杂剂,掺杂到硒化镉或硒化铅纳米晶体中。他们发现,超晶格的电学特性显著受到金纳米掺杂颗粒的影响。例如,硒化铅薄膜的电导率会呈现出六次方数量级的变化。(Nature doi : 10.103 8/ nature 14872 )
5.非层状二维纳米材料的湿法合成及应用
(Wet-chemical synthesis and applications of non-layer structured two-dimensional nanomaterials)
非层状结构纳米材料具有二维片状结构,且具有有趣的性质。近些年来,非层状结构超薄二维纳米材料领域发展迅猛,如贵金属、金属氧化物和金属氯化物等材料的开发。湿法合成已经成为合成这类纳米材料最高效的方法。目前,这类材料在很多领域有了应用的价值,如催化、产能及储能、传感和纳米治疗等。 Tan 等人就非层状二维纳米材料的湿法合成及应用撰写了相关的综述。(NatureCommunications DOI: 10.1038 / ncomms 8873 )
6.一种受变色龙启发的触控交互变色的可拉伸电子皮肤
(A chameleon-inspired stretchable electronic skin with interactive colour changing controlled by tactile sensing)
一些动物,如变色龙,具有改变皮肤颜色的神奇能力。这种特性长期激发科学家们开发具有类似功能的材料和器件。不过,这需要集成可伸展性、变色性和触觉传感等多种技术。Chou 等人报道了一种全溶液加工的可拉伸电子皮肤 (e-skin) ,该电子皮肤能通过感应施加于其上的压力改变颜色。因此,皮肤的颜色可以反过来鉴别压力的大小。作者称他们开发的电子皮肤系统具有广阔的应用潜力,例如交互式可穿戴设备、人造假肢以及智能机器人等方面。(Nature Communications DO I: 10.1038 / ncomms 9011 )
7.钙钛矿太阳能电池为锂离子电池高效充电
(Efficiently photo-charging lithium-ion battery by perovskite solar cell)
应用锂离子电池组为动力储能系统的电动车受到广泛关注。不过,除非锂离子电池带有自充电装置,否则电动汽车的大规模实际应用很难实现。太阳能电池则是一个有潜力为锂离子电池直接充电的选择。 Xu 等人开发出一种由四个 CH3NH3PbI3 基钙钛矿太阳能电池串联而成的充电装置,可以直接为锂离子电池充电。这套装置总的光电转化及储能效率达到 7.8% ,并且表现出极佳的循环稳定性。作者称,他们报道的这类基于钙钛矿太阳能电池和锂离子电池的自充电体系具有很大的应用潜力。(Nature Communications DOI : 10.1038 / ncomms 9103 )
8.硼原子掺杂石墨烯纳米带
(Atomically controlled substitutional boron-doping of graphene nanoribbons)
硼是一类独特的元素,具有缺电子性和路易斯酸性。将硼原子引入到芳香类碳骨架中会带来一系列功能性。不过,有机硼化物本身在水氧条件下的不稳定性限制了这方面的研究。Kawai等人以有机硼化物为前躯体,通过表面化学反应制备了硼掺杂的石墨烯纳米带 (B-GNRs) 。通过精细调控,硼掺杂的位置在 B-GNR 的中心,并且通过 NO 吸附实验验证了其化学活性。(Nature Communications DOI : 10.1038 / ncomms 9098 )
——引自新材料在线
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