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　　1. 高壓下氦和鈉的穩定化合物
　　（A stable compound of helium andsodium at high pressure） 　　氦通常被認為是化學惰性的，這是因為它極其穩定的閉殼電子構型，零電子親和力和卓越的電離勢。除了少數包合物之外，能否形成熱力學穩定的化合物尚未可知。Dong 等人使用了從頭算的進化算法 USPEX 和金剛石壓砧高壓合成，發現了熱力學穩定的氦和鈉的化合物，Na2He，它具有螢石型結構，以及能在 >113GPa 壓力下保持穩定。他們還展示了He 原子的存在導致強電子局域化，并使得這種材料絕緣。該相是一種電子相，使電子對定位在間隙中，在空的 Na8 立方體內形成八芯雙電子鍵。他們還預測在高于 15GPa 的壓力下具有類似Na2HeO 結構的化合物存在。（Nature ChemistryDOI: 10.1038/NCHEM.2716）

　　2. 化學構成多樣且多功能的有機-無機混合鈣鈦礦
　　（Chemically diverse andmultifunctional hybrid organic–inorganic perovskites） 　　有機-無機混合鈣鈦礦（HOIP）可以具有寬泛的組成成分，包括鹵化物，疊氮化物，甲酸鹽，二氰胺，氰化物和二氰基金屬鹽。這些材料具有幾個共同的特征，包括它們典型的ABX3 鈣鈦礦結構和存在占據 A 位點的有機胺陽離子。目前對HOIP 的研究傾向于關注金屬鹵化物 HOIP，它很有希望用于太陽能電池和光電子器件中；不過，其它亞類也表現出多樣的物理性質。Li 等人總結綜述了所有已知 HOIP 亞類的化學可變性和結構多樣性，還討論了它們引人注目的物理性能，包括光伏和光電性能、介電性、磁性、鐵電性、鐵彈性和多鐵性的綜合報告。（Nature Reviews Materials DOI: 10.1038/natrevmats.2016.99）

　　3.直接觀測超級電容器電極中的離子動力學
　　（Direct observation of ion dynamicsin supercapacitor electrodes using in situ diffusion NMR spectroscopy） 　　多孔碳電極內的離子傳輸是超級電容器中能量存儲的基礎，也決定著它們充放電的速率，但很少有研究闡明影響離子動力學的材料性質。Forse 等人使用原位脈沖場梯度 NMR 光譜對超級電容器中的離子擴散進行了直接測量。他們發現納米多孔電極結構中的限制使其相比于純電解質減少了超過兩個數量級的離子有效自擴散系數，并且孔內擴散由電極/電解質界面處離子總數的變化調制。電解質濃度和碳孔大小分布也影響孔內的擴散和離子在納米孔中的移動。根據他們的發現，Forse 等人認為控制充電機制可以調整超級電容器的能量和功率性能從而應用于一系列不同的應用。（Nature Energy DOI: 10.1038/nenergy.2016.216）

　　4. 距離相關性磁共振成像
　　（Distance-dependentmagnetic resonance tuning as a versatile MRI sensing platform for biologicaltargets） 　　納米尺度的距離依賴性現象，例如福斯特共振能量轉移，是用于感測和成像的重要相互作用，但是它們對于生物成像的通用性會受到與周圍生物基質，特別是體內系統不希望出現的光子相互作用的限制。Choi 等人報導了一種新型的基于磁性的納米級距離依賴性現象，可以定量和可逆地對生物學重要目標的分子內/分子間相互作用進行感測和成像。他們還引入了發生在順磁性“增強劑”和超順磁性“猝滅劑”之間的距離依賴性磁共振調諧（MRET），其中 T1 磁共振成像（MRI）信號被調為 ON 或 OFF 是取決于淬滅劑和增強劑之間的間隔距離。利用MRET，Choi 等人證明了用于納米尺度距離測量的基于 MRI 標尺的原理，并成功檢測到分子相互作用（例如：裂解、鍵合、折疊和展開）和體外與體內系統的生物學目標。MRET 可以作為一種新的傳感原理來擴大對更廣泛的生物系統的探索。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4846）

　　5.雙異質結納米棒光響應LED
　　（Double-heterojunctionnanorod light-responsive LEDs for display applications） 　　雙功能顯示器可以通過可見光同時發送和接收信息與能量，這將增強用戶界面和設備與設備的交互性。Oh 等人將雙異質結設計成膠體半導體納米棒，可以在單個器件內同時實現電致發光和通過光伏響應高效地產生光電流。這些雙功能、全溶液處理的雙異質結納米棒光響應發光二極管，為各種先進的應用開拓了可行的路線，包括從無接觸交互式屏幕到能量收集和清除顯示，以及大規模并行的顯示器與顯示器的數據通訊。（Science DOI: 10.1126/science.aal2038）

　　6. 通過原子觸點進行熱傳輸
　　（Heat transportthrough atomic contacts） 　　納米級的熱傳輸和耗散嚴重限制了高性能電子器件和電路的小型化。金屬原子結作為模型系統可以用來探測一維（1D）系統中原子水平的電和熱傳輸也就是發生的量子效應。盡管在過去二十年中已經深入研究了原子結中的電荷傳輸，但是對熱傳輸的表征依然很不充分，因為它需要結合小熱通量的高靈敏度和穩定原子接觸的形成。Mosso 等人利用原子結，實現了對室溫下金單原子觸點熱傳遞的測量，以及熱導的分析。對電荷和熱傳遞的同時測量，揭示了電和熱傳導之間的比例性，是由相應的電/熱導量子量化的。這構成了對 Wiedemann-Franz 定律在原子尺度上的驗證。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2016.302）

　　7. 光伏場效應晶體管
　　（Photovoltagefield-effect transistors） 　　對紅外輻射的探測使得夜視、健康監測、光通信和三維物體識別成為可能。硅廣泛用于現代電子學中，但其電子帶隙阻礙了長于約1100納米波長的光的檢測。因此，人們很關注將硅光電檢測器的性能擴展到超出硅的帶隙的紅外光譜中去。Adinolfi 等人演示了以硅用作電荷傳輸的光伏場效應晶體管，但由于使用量子點，光吸收劑也對紅外光敏感。在硅和量子點之間的界面處產生的光伏器件，結合由硅器件提供的高跨導，使其具有高增益（在1500納米下每個光子超過104個電子）、快速時間響應（小于10微秒） 和廣泛可調的光譜響應。Adinolfi 等人的光伏場效應晶體管的響應度在1500 納米的波長比先前的紅外敏化硅檢測器高5個數量級。敏化使用室溫溶液工藝實現，并且不依賴于傳統的高溫外延生長半導體（例如用于鍺和III-V半導體）。研究結果表明，膠體量子點可以作為硅基紅外檢測的高效平臺，能與目前最先進的外延半導體競爭。（NatureDOI: 10.1038/nature21050）

　　8.用于化學選擇性甲硫氨酸生物偶聯的氧化還原試劑
　　（Redox-basedreagents for chemoselective methionine bioconjugation） 　　半胱氨酸可以通過無數的酸堿結合的方法特異性官能化，并應用于探測從蛋白質功能到抗體-藥物綴合物和蛋白質組。相反，與其它含硫氨基酸（甲硫氨酸）的選擇性連接已被其固有的、較弱的親核性排除了。Lin 等人報導了一種用于通過氧化還原反應化學選擇性甲硫氨酸生物偶聯的策略，他們使用基于氧氮丙啶的試劑實現高度選擇性，在一系列生物相容的反應條件下快速、強大地進行甲硫氨酸標記。他們還突出強調了這種共軛方法的廣泛效用，可以使精確添加有效載荷到蛋白質上、合成抗體-藥物偶聯物，以及鑒定整個蛋白質組中的高反應性甲硫氨酸殘留。（Science DOI: 10.1126/science.aal3316）

　　9. 用人工神經網絡解決量子多體問題
　　（Solving thequantum many-body problem with artificial neural networks） 　　由量子物理中多體問題所構成的挑戰，源于很難描述多體波函數指數復雜度中編碼的重要相關性。Carleo 等人演示了波函數的系統性機器學習可以將這種復雜性減少到易于處理的計算形式，用于一些物理學關注的情況。他們還介紹了基于數量可變的隱藏神經元的人工神經網絡的量子態的變分表示。這種增強學習方案能夠發現基態以及描述復雜相互作用量子系統的單一時間演化。并且，這種方法在一維和二維描繪原型交互自旋模型中實現了高精度。（Science DOI:10.1126/science.aag2302）