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2015-09-12

1.芳炔化合物的表面生成及原子力显微镜成像

(On-surface generation and imaging of arynes by atomic force microscopy)


很多化学反应中都会生成活性中间体。不过,由于极短的寿命和极高的反应活性,使得对它们的表征非常困难。芳炔化合物在过去的上百年时间里都被认为是活性极强的反应中间体,因此在合成化学中应用广泛。 Pavliček 等人在极薄的绝缘薄膜上合成出多环芳炔,并借助低温扫瞄隧道显微镜和原子力显微镜技术对其进行了表征。键级分析技术表明分子中积累多烯共振结构占据主导,并且在低温下芳炔的反应活性受到抑制。他们的工作为更深入认知这类神秘的分子打下了基础。(Nature Chemistry DOI:10.1038 / NCHEM.2300 )


2.非光敏纳米粒子的光控自组装

(Light-controlled self-assembly of non-photoresponsive nanoparticles)


依靠外界刺激(特别是光)引导纳米尺度的物体可逆组装是一种很重要的技术手段,它有利于促进纳米制造以及药物传输等多种技术的发展。不过,目前报道的文章都是基于光敏性的纳米颗粒,这使得其制备困难而且会破坏其性能。 Kundu 等人报道了一种用光来驱动纳米粒子可逆组装的新方法,而他们所用到的纳米粒子是非光敏的纳米粒子。纳米粒子自组装的过程是定量的,无论在溶液还是在胶体中都没有明显的疲劳。将纳米粒子胶体以特定的方式暴露于光线中可以绘制出图案,失去光照一段时间后图案便会消失。(Nature Chemistry DOI: 10.1038 / NCHEM.2303 )


3.星形偶氮苯四聚体分子晶体孔隙率的光诱导可逆转变

(Photoinduced reversible switching ofporosity in molecular crystals based on star-shaped azobenzene tetramers)


有些固体材料在光诱导下发生可逆的构型转变,进而展示出不同的物理化学性质。开发这类材料对于分离、催化、光电子器件、全息影像、机械驱动和太阳能电池等领域具有重要意义。 Baroncini 等人报道了一系列偶氮苯四聚物分子,这种分子在E-构型下形成多孔分子晶体,孔隙率随分子外围取代基的变化而改变。此外,这类分子在固态时可以有效的发生E到Z构型的光异构化,此时分子变为无空隙无定形态的熔融相。在光照或加热的条件下,分子又会回到结晶态和多孔相。作者称这类线型分子结构多样、合成容易,有潜力应用于工程技术方面。(Nature Chemistry DOI:10.1038 / NCHEM.2304 )


4.石墨烯剪纸艺术

(Graphene kirigami)


数百年来,折纸和剪纸艺人将纸片制作成精美复杂的三维图形。这两种技术均具有可伸展的特性,科学家和工程师们将这种特性用于二维材料中,制备了各种各样的宏观或微观结构。近日, Blees 等人向我们展示,二维的石墨烯材料也可以利用类似裁剪的方式加工。石墨烯材料可以像纸片一样被剪切和拉伸,作者称可以利用石墨烯这种特性将其制备成各种超材料,如可拉伸电极、弹簧等。这一结果表明,石墨烯裁剪作为一种有效并可控的方法,可以将石墨烯单原子层制成可拉伸材料。(Nature doi:10.1038 / nature 14588 )


5.敏感试剂的剂量投放促成无手套箱合成反应

(Dosage delivery ofsensitive reagents enables glove-box-free synthesis)


有机化学家常使用各种类型的催化剂来合成目标分子(如材料、药物等)。不过,一旦反应物中包括对水或氧气敏感的底物和催化剂,从而不得不在手套箱中进行,那么这类反应的应用将大大减少。此外,很多化学合成实验室都有许多容器来储存那些因暴露于空气中而变质的化学药品,这从环保和经济角度来讲都非常的浪费。 Sather 等人报道了一种胶囊的方法,来稳定储存水氧敏感的化学试剂。他们分别在三个不同的反应体系中使用了这种方法,均获得不错的效果。这种方法能免去反应准备过程中冗长繁琐的称量过程,并适用于各种反应类型。(Nature doi:10.1038 / nature 14654 )


6.晶体管中的纳米材料:从高效到薄膜应用

(Nanomaterials in transistors: From high-performance to thin-film applications)


用于显示技术的高效硅基晶体管和薄膜晶体管一直以来受限于微型化。将纳米材料,如碳纳米管、石墨烯、2维二硫化钼等,作为栅极整合到晶体管中或许是克服这些限制的方法。 Franklin 就向晶体管中引入纳米材料以提高器件性能这一问题所面临的机会和挑战撰写了相关综述。由于高效晶体管与薄膜晶体管不同,将纳米材料引入到柔性或透明平台中会带来新的挑战。(Science DOI:10.1126 / science.aab 2750 )


7.在黑磷中观察到可调节带隙和各向异性的Dirac半金属态

(Observation of tunable band gap and anisotropic Dirac semimetal state in black phosphorus)


大部分用于电子器件中的材料均为半导体材料。由于半导体材料较大的带隙,使得控制其导电性的开关比较容易。除非经过特定的化学修饰,否则石墨烯本身是没有带隙的。 Kim 等人研究了黑磷(一种类似于石墨烯的二维材料)的电子结构。他们发现,通过在单层黑磷表面上喷洒钾原子,黑磷从半导体变为无带隙的材料。(Science DOI:10.1126 / science.aaa 6486 )


8.溶液打印全聚合物太阳能电池

(Flow-enhanced solution printing ofall-polymer solar cells)


限制可溶液加工太阳能电池效率和商业化进程的主要因素在于对活性层微观形貌的控制。 Diao 等人以全聚合物体异质结太阳能电池为模型,报道了一种新型的控制打印过程微观相分离的方法。这种方法设计依据在于假设流动可以诱导聚合物结晶,关键点在于用微型印刷叶片来控制液体流动。改善的微观形貌提高了太阳能电池器件的各项参数,包括短路电流、填充因子和开路电压,此外还降低了批次间的差异。(Nature Communications DOI:10.1038 / ncomms 8955 )



版权所有:2017年 同济大学王启刚教授课题组