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　　1. 3D 打印鷹眼（復合透鏡系統）
　　（3D-printedeagle eye: Compound microlens system for foveated imaging） 　　Thiele 等人在互補金屬氧化物半導體（CMOS）傳感器表面直接 3D 打印復合透鏡，實現了仿生自然視覺的高度微型化的相機。這個系統將 2 個 2×2 排列的不同焦距的四個印刷雙合透鏡（相當于 35 mm 膠片的 f = 31至123 mm）組合在一起，實現了圖像中心具有高達2 周期/度視場的遞增角分辨率70°的全視場。芯片上的光學元件的占用面積小于 300mm×300mm，高度小于 200mm。因為四個透鏡一步印刷而成，不需要任何進一步的組裝或對準，所以該方法允許快速的設計迭代，并且可以在諸如內窺鏡檢查、光學計量學、光學傳感、偵察無人機或安防等領域產生足夠多的不同的小型化多孔成像系統。（Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1602655）

　　2. 用于超分辨率納米顯微鏡的上轉換納米粒子中的放大受激發射
　　（Amplified stimulatedemission in upconversion nanoparticles for super-resolution nanoscopy） 　　鑭系元素摻雜的玻璃和晶體對于激光應用來說很有吸引力，因為三價鑭系元素離子的亞穩態能級有助于在相對低的泵功率下建立粒子數反轉和放大受激輻射。現在在納米尺度上，可以制備具有精確控制的相、尺寸和摻雜水平的鑭系元素摻雜的上轉換納米顆粒（UCNP）。當在近紅外激發時，這些 UCNP在各種可選擇的波長下能夠發射穩定、明亮的可見光，具有單納米顆粒敏感性，這使得它們適合應用于高級發光顯微鏡。Liu 等人展示了用高濃度的銩離子（Tm3+）摻雜的 UCNP 在 980 納米的波長處激發，可以容易地建立它們的中間亞穩態 3H4 能級的粒子數反轉：在高 Tm3+ 摻雜濃度下減小的發射體間距離導致強烈的交叉弛豫，誘導快速填充亞穩態 3H4 能級的類光子雪崩效應，最終致使相對于單個納米顆粒內 3H6 基態的粒子數反轉。因此，808 納米的激光照射與3H4→3H6 躍遷的上轉換能帶匹配，可以觸發放大受激發射以釋放 3H4 中間能帶，因此上轉換路徑可以光學抑制藍色發光的產生。利用這些屬性可實現低功率超分辨率受激發射損耗（STED）顯微鏡并實現納米尺度光學分辨率（納米顯微鏡），從而對單個 UCNP 成像；分辨率為 28 納米，即波長的 1/36。這些調控的納米晶體提供的飽和強度比目前在受激發射損耗顯微鏡中使用的熒光探針的飽和強度低兩個數量級，啟發了減輕平方根律的新方法，通過這種技術可實際實現通常被限制的分辨率。（Nature DOI: 10.1038/nature21366）

　　3. 融合聚乙烯（PE）和聚丙烯（iPP）
　　（Combiningpolyethylene and polypropylene: Enhanced performance with PE/iPP multiblockpolymers） 　　聚乙烯（PE）和全同立構聚丙烯（iPP）占據了世界塑料的近三分之二。盡管它們由相似的烴組成，但是它們的聚合物卻彼此不混溶。因此，普通級別的PE 和 iPP 不會粘附或混合，這對回收這些材料造成了挑戰。Eagan 等人使用等選擇性烯烴聚合引發劑合成了PE/iPP 多嵌段共聚物。根據嵌段共聚物的分子量和結構，這些聚合物可以將普通級別的商業PE 和 iPP 熔合在一起。相分離的 PE 和 iPP 與四嵌段共聚物的界面增容可以實現形貌控制，將脆性材料轉化為機械堅韌的共混物。（Science DOI: 10.1126/science.aah5744）

　　4.高性能的鈷-氮復合物催化劑
　　（Highperformance of a cobalt–nitrogen complex for the reduction and reductivecoupling of nitro compound into amines and their derivatives） 　　替代稀有貴金屬、發展廉價的非貴金屬異相催化劑對于還原或者還原偶聯硝基化合物至關重要。中南民族大學的zhang課題組發展論一種Co-Nx/C-800-AT催化劑應用于還原或者還原歐聯硝基化合物為胺及其衍生物。他們首先熱解酞青鈷-SiO2溶膠復合材料，然后再去除SiO2和鈷納米顆粒。這一催化劑對于用H2還原硝基化合物極高的催化活性、化學選擇性和穩定性，在3.5 bar H2壓力下110 oC 1.5小時后仍然能夠全部轉化且具有大于97%的選擇性。硝基苯在Co-Nx/C-800-AT 催化下的氫化甚至可以在非常溫和的條件（40℃ 和 1 bar的 H2 壓力）下平穩地進行，苯胺產率為98.7％。此外，Co-Nx/C-800-AT催化劑對硝基苯轉化為苯胺的氫化轉化和硝基苯以高產率還原偶合成其它衍生物都具有高活性。而且，這些方法是以環境友好的方式進行的，沒有堿和配體。（Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1601945）

　　5.界面限域析氫反應
　　（Interfaceconfined hydrogen evolution reaction in zero valent metalnanoparticles-intercalated molybdenum disulfide） 　　界面約束反應，由于其可以調節反應物與催化中心的結合并影響本體溶液的質量傳輸速率，已經成為實現高度穩定和選擇性催化的可行策略。Chen 等人證明了 1T’相-富集的鋰化MoS2是一種強有力的還原劑，可以用于金屬離子在鋰化二硫化鉬內部平面內的原位還原，形成零價金屬插入的二硫化鉬。與分散在碳載體上的催化劑相比，鉑納米顆粒在二硫化鉬層狀結構中的限制致使析氫反應活性和穩定性增強。特別是內部鉑表面可以接觸帶電物質如質子和金屬離子，同時阻止較大尺寸污染物或中性分子毒害。這指引了一條將體相層狀化合物用于能量相關應用的新思路。（Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms14548）

　　6. 電子突變硼烯/有機橫向異質結構的自組裝
　　（Self-assemblyof electronicallyabrupt borophene/organic lateral heterostructures） 　　最近已經通過實驗實現了二維硼片（即，硼烯），并發現它具有很有前景的電子性質。因為電子器件和系統需要界面清晰的多種材料集成，所以尋找硼烯和電子不同材料之間形成原子級突變異質結構的化學方法，引起了人們的關注。為此，Liu 等人演示了在硼烯和苝-3,4,9,10-四羧酸二酐（PTCDA）之間的橫向異質結構的自組裝。通過分子動力學模擬證明，由于Ag（111）上 PTCDA較高的吸附焓和 PTCDA 分子之間的橫向氫鍵，通過沉積PTCDA在 位于Ag（111）基底上的亞單層硼烯表面上，這些橫向異質結構能夠自發形成。原位 X 射線光電子能譜證實了硼烯和 PTCDA 之間的弱化學相互作用，而分子分辨率超高真空掃描隧道顯微鏡和光譜證明了在硼烯/PTCDA 橫向異質結界面處的電子突變界面。這項工作第一次證實了硼烯異質結構，將引起更多將硼烯納入納米電子應用的全新研究。（Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1602356）

　　7. 表面輔助帶電膠體的單晶形成
　　（Surface-assistedsingle-crystal formation of charged colloids） 　　襯底誘導的異質成核是制備極少的缺陷擴展單晶的很有前景的方法。盡管這種方法非常重要，但這一方法背后的物理機理仍然難以理解。利用實驗和數值計算對單粒子水平的晶體成核和生長的動力學途徑的研究，Arai 等人揭示了襯底誘導的單形單晶形成的關鍵是：（1）在過冷液體中形成的局部有利結構和最穩定晶體之間的角對稱性相匹配，（2）局部有利結構在液體中與襯底誘導層的耦合。這兩個條件對于直接形成最穩定的晶體同時保持其相對于襯底的獨特方向十分重要。Arai 等人還討論了帶電系統的特征。這些發現表明，襯底影響的過冷液態的預排序在很大程度上決定了未來結晶的過程，這為異質結晶的控制提供了新的理解。（Nature Physics DOI: 10.1038/NPHYS4034）

　　8. 通過透射電子顯微鏡解開金屬-有機框架的表面和界面結構
　　（Unravellingsurface and interfacial structures of a metal–organic framework by transmissionelectron microscopy） 　　金屬-有機框架（MOF）是具有可設計的拓撲性、孔隙率和功能性的結晶多孔材料，在氣體存儲和分離、離子傳導和催化中具有很有前景的應用。由于在電子束照射時MOF極不穩定，所以用透射電子顯微鏡（TEM）觀察MOF很具挑戰性。Zhu 等人使用直接檢測電子計數相機獲取MOF ZIF-8 的 4.1電子/平方埃的超低劑量 TEM 圖像，以保持結構完整性。獲得的圖像包含2.1Å 的結構信息，能夠分辨單原子列的Zn 和框架中的有機連接體。此外，TEM 還揭示了 ZIF-8 晶體重要的局部結構特征，包括扶手型表面終端和組裝晶體之間的相干界面。這些觀察結果使我們了解 ZIF-8晶體如何實現自組裝以及界面空穴對客體分子質量傳輸的影響。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4852）