超硬材料網(wǎng)

　　1.單晶金屬微立方中梯度納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)創(chuàng)建和演化
　　（Dynamic creation and evolution of gradient nanostructure in single-crystal metallic microcubes） 　　Thevamaran等人報導(dǎo)了初始幾乎無缺陷的單晶微立方銀中極端梯度納米晶結(jié)構(gòu)的動態(tài)建立與后續(xù)靜態(tài)演化。極端納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變是由微立方高速沖擊不可穿透基底過程中的高應(yīng)變速率、應(yīng)變梯度和重結(jié)晶引起的。微立方銀的合成是通過自下而上種子生長方式形成的，并利用先進的集光誘導(dǎo)發(fā)射拋射體沖擊測試裝置來選擇性得使它們達到超音速（約400米每秒）。他們的研究對基本變形機制和由高速沖擊產(chǎn)生的晶體和樣品形狀對稱的影響提供了新的認識。實驗中產(chǎn)生的納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展用于高強度和高韌性的梯度納米金屬提供了新的途徑。（Science DOI: 10.1126/science.aag1768）

　　2.鉍表面的一種向列型量子霍爾液體
　　（Observation of a nematic quantum Hall liquid on the surface of bismuth） 　　在相互作用電子系統(tǒng)中能夠形成具有破壞基礎(chǔ)晶體對稱性波函數(shù)的向列型量子流體。Feldman等人研究了 Bi（111）面各向異性孔洞高磁場中產(chǎn)生的量子霍爾態(tài)。掃描隧道顯微鏡得到的光譜顯示：單粒子效應(yīng)和多體庫侖相互作用相結(jié)合能夠?qū)⒘乩实滥芗墸↙L）簡并成三個谷極化的量子霍爾態(tài)。他們對所得到的各向異性 LL 波函數(shù)進行成像，發(fā)現(xiàn)這些波函數(shù)對應(yīng)各個不同的對稱破損態(tài)有著不同的取向。波函數(shù)對應(yīng)于預(yù)期的孔谷對，并提供了向列電子相的直接空間特征。（Science DOI: 10.1126/science.aag1715）

　　3.“上坡”陽離子傳輸：仿生光驅(qū)動離子泵
　　（“Uphill” cation transport: A bioinspired photo-driven ion pump） 　　具有活性離子傳輸特性的生物離子泵為諸多生命活動過程奠定了基礎(chǔ)。但是，因為在這個“上坡”過程中需要額外的能量才能實現(xiàn)，所以關(guān)于類似生物離子泵的報導(dǎo)很少。Zhang等人展示了一種基于單個聚對苯二甲酸乙二酯錐形納米通道的人工仿生光驅(qū)動離子泵。其泵浦過程是通過從圓錐的大口施加紫外輻射實現(xiàn)零伏電流反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。光能會加速納米溝道內(nèi)表面上苯甲酸衍生物二聚體的解離，由此產(chǎn)生更多的可移動羧基。穿過納米通道的離子和內(nèi)壁上的帶電基團之間的強靜電相互作用是上坡陽離子遷移行為的主要原因。這一系統(tǒng)為進一步開發(fā)和設(shè)計各種外部激勵驅(qū)動和特定離子選擇性生物離子泵創(chuàng)造了理想的實驗和理論平臺，在生物傳感、能量轉(zhuǎn)換和脫鹽中具有廣泛的潛在應(yīng)用。（Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1600689）

　　4.用于可控藥物運載的水凝膠的設(shè)計
　　（Designing hydrogels for controlled drug delivery） 　　水凝膠運載系統(tǒng)可以用于藥物遞送實現(xiàn)有利治療效果，并在臨床上已有使用。水凝膠可以對各種治療藥劑（包括小分子藥物、大分子藥物和細胞）的釋放提供空間和時間上的控制。由于水凝膠可調(diào)節(jié)的物理性質(zhì)、可控的降解性和保護不穩(wěn)定藥物免于降解的能力，水凝膠可作為控制藥物釋放的平臺。最近，Li等人綜述了水凝膠藥物遞運載統(tǒng)設(shè)計的多尺度機制，并著重對水凝膠網(wǎng)絡(luò)的物理和化學性質(zhì)以及水凝膠藥物相互作用進行了探討。Li等人討論了不同機制是如何相互作用并整合起來對藥物釋放在時間和空間上進行良好的控制。他們還從眾多文獻中收集了實驗數(shù)據(jù)，并提出不同系統(tǒng)之間的定量比較，為提供水凝膠運載系統(tǒng)合理設(shè)計提供了思路。（Nature Reviews Materials DOI: 10.1038/natrevmats.2016.71）

　　5.通過量子散射共振直接探測原子-分子碰撞中的各向異性
　　（Directly probing anisotropy in atom–molecule collisions through quantum scattering resonances） 　　各向異性是微粒相互作用的基礎(chǔ)特性，在冷分子和超冷分子處理中具有重要作用。在超冷極性分子碰撞中，科學家們已經(jīng)對具有取向依賴性的長程力進行了研究。在冷碰撞狀態(tài)下，分子間自由度的量子化導(dǎo)致了量子散射共振。雖然已經(jīng)證明這些態(tài)是對相互作用勢的細節(jié)很敏感，但目前為止仍沒有各向異性對量子共振影響的實驗觀察。Ayelet 等人借助改變內(nèi)部分子轉(zhuǎn)子的量子態(tài)所產(chǎn)生的量子共振，直接測量了原子-分子相互作用中的各向異性。他們在分子被旋轉(zhuǎn)激發(fā)時產(chǎn)生的分子氫與亞穩(wěn)態(tài)氦的潘寧電離中，于碰撞能為 kb×270 mK 處，觀察到了量子散射共振。Ayelet 等人利用最先進的從頭算理論展示了對旋轉(zhuǎn)態(tài)有效切換各向異性開關(guān)的控制，并解開了相互作用中各向同性和各向異性的部分。（Nature Physics DOI: 10.1038/NPHYS3904）

　　6.壓力引導(dǎo)氮化硼上的石墨烯形成等大小堆積
　　（Pressure-induced commensurate stacking of graphene on boron nitride） 　　將原子厚度范德華材料組合成異質(zhì)結(jié)構(gòu)為創(chuàng)造人工設(shè)計電子器件提供了有力途徑。通過控制它們夾層的分離情況可以很容易地控制相鄰層之間的相互作用強度，而這可以顯著影響這些復(fù)合材料的電子性能。Yankowitz等人在掃描隧道顯微鏡針尖施加壓力，通過局部調(diào)整石墨烯和氮化硼間夾層的分離程度，實現(xiàn)了對夾層相互作用前所未有的控制程度。對于氮化硼上對齊或準對齊的石墨烯的特殊情況，石墨烯晶格可以局部拉伸和壓縮以補償兩種材料之間輕微的晶格失配。他們還發(fā)現(xiàn)調(diào)整夾層分離情況可以直接調(diào)整晶格的應(yīng)變并引起等大小堆積。該研究利用流體靜壓力控制夾層分離，可能會激發(fā)未來對調(diào)整范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)構(gòu)電子性能的研究。（Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms13168）

　　7.可市場化的穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池
　　（Towards stable and commercially available perovskite solar cells） 　　現(xiàn)在有機陽離子鹵化物鈣鈦礦太陽能電池顯示出高達22％的功率轉(zhuǎn)換效率。然而，這些電池的商品化面臨著許多問題，例如：實現(xiàn)長期穩(wěn)定和可重復(fù)的制造高性能器件的制造方法。Park等人提出了一種能得到工業(yè)上可行的穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池的方法。這種方法具有很好的重復(fù)性，而且能夠很好的調(diào)控晶界和界面的電荷傳輸。他們突出強調(diào)了如何優(yōu)化器件架構(gòu)的設(shè)計，因為這不僅對實現(xiàn)高效率十分重要，對于實現(xiàn)零滯后和穩(wěn)定性能也很重要。他們認為可靠的器件特性對于確保這項技術(shù)向著實際應(yīng)用進步來說十分重要。他們指出基于鈣鈦礦的器件可以與硅太陽能模塊相競爭，且也有助于探討有毒材料以及安全管理相關(guān)的問題。（Nature Energy DOI: 10.1038/NENERGY.2016.152）

　　8.二次解離乙炔時鍵斷裂的超快電子衍射成像
　　（Ultrafast electron diffraction imaging of bond breaking in di-ionized acetylene） 　　要直接觀察到化學反應(yīng)過程，需要原子空間分辨率和飛秒時間分辨率。Wolter 等人展示了乙炔（C2H2）電離后9飛秒時的分子結(jié)構(gòu)成像。利用中紅外激光誘導(dǎo)電子衍射（LIED），獲得了一個質(zhì)子離開[C2H2]2+的快照。還通過引入附加的激光場，證明了對超快解離過程的控制，并解決了分子取向平行于和垂直于LIED場的不同的成鍵動力學。這些測量結(jié)果與場涂覆分子動力學的量子化學描述非常一致。（Science DOI: 10.1126/science.aah3429）
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