頂刊封面優秀成果精選再一次和大家見面啦！諸多優秀成果中，對文章的繪圖都下足了功夫，生動形象又吸引眼球。在材料圈頂流的期刊上發封面文章，可見自己的工作不僅得到同行專家的任何，更是對自己科研生涯的一次褒獎。進入11月份，筆者為大家精選數篇優秀封面成果，供大家學習參考。  

1、Nature：氫化碳硫中的室溫超導

富含大量氫的材料在一些體系中展現了高壓條件中的高溫超導現象。其中一項重要的發現是H2S在高壓處理過程中轉變為H3S，轉化條件為155 GPa壓力、203 K溫度。H2S、CH4都能和H2混合，在較低壓力中形成主客體結構。在低壓H3S的前體混合物（H2S+H2）中加入CH4，能夠通過范德瓦爾斯固體大集合體中形成富含H2的混合物體系，能夠在極端條件中構成超導主客體結構材料。在此，羅切斯特大學Ranga P. Dias教授等人報道了光化學轉變的碳質硫氫化物體系的超導性，在267±10 GPa的條件中實現了287±1.2 K最大超導轉換溫度。超導狀態在一個較寬的壓力范圍內被觀察到，從140到275KMPa，轉變溫度在220KMPa以上急劇上升，超導的觀察建立零電阻下。測試發現高達190 GPa的磁化率，在9 T外加磁場中，轉化溫度會降低。更重要的是拉曼光譜用于探測金屬化之前的化學和結構轉變，在三元體系中引入化學調節可以在較低的壓力下保持室溫超導性能。相關研究以“Room-temperature superconductivity in a carbonaceous sulfur hydride”為題目，發表在Nature上。

DOI: 10.1038/s41586-020-2801-z

2、Nature Energy：超輕耐火集流體用于高性能鋰離子電池

降低無活性元件和安全隱患是實現高能量鋰離子電池的兩個重要挑戰。高密度的金屬箔電流收集器是鋰離子電池的典型集成部分，但沒有提供容量。同時，高能電池也會帶來更多的消防安全問題。在這里，斯坦福大學崔屹教授等人報告了一種復合電流集熱器的設計，同時最小化了電池內部的“自重”，并提高了防火安全性。通過在兩層超薄銅層（~500 nm）之間夾入一層嵌入三苯基磷酸鹽（TPP）阻燃劑的聚酰亞胺（PI），制備出一種超輕聚酰亞胺基集流體（9 μm，比質量1.54 mg cm ?2）。與用最薄的商用金屬箔集電器組裝的鋰離子電池相比，設計的復合集電器可以實現比能量提高16-26%，在短路和熱失控等極端條件下可快速阻燃。相關研究以“Ultralight and fire-extinguishing current collectors for high-energy and high-safety lithium-ion batteries”為題目，發表在Nature Energy上。

DOI: 10.1038/s41560-020-00702-8

3、Nature Chemistry：通過有機層供受體相互作用調節二維雜化層鈣鈦礦中激子結合能

半導體內部靜電相互作用的強度強烈影響其在光電子器件中的性能。一個重要的目標是調節材料的激子結合能、通過靜電庫侖力束縛電子-空穴對的能量等。在這里，麻省理工學院William A. Tisdale教授聯合美國西北大學Samuel I. Stupp教授等人報告了一個二維雜化鈣鈦礦家族的摻雜，其中無機鹵化鉛片與萘基有機層（四氯-1,2-苯醌TCBQ）交替。對于4/7 n = 1的鈣鈦礦中，將包含電子的TCBQ摻雜劑注入含有供電子萘的有機亞晶格中，可以調節材料的激子結合能。萘- TCBQ電子給體-受體相互作用增加了激子的靜電屏蔽，進而降低激子相對于未摻雜鈣鈦礦的結合能，在一個系統中降低了近50%。結構和光學表征表明，盡管摻雜分子增加了無機晶格層間的間距，但無機晶格并沒有發生明顯的微擾。相關研究以“Tunable exciton binding energy in 2D hybrid layered perovskites through donor–acceptor interactions within the organic layer”為題目，發表在Nature Chemistry上。

DOI: 10.1038/s41557-020-0488-2

4、AM：基于有機硅納米顆粒的低成本陰極界面緩沖層用于高效穩定的有機太陽能電池

界面緩沖層連接光電活性物質與電極基底，是太陽能電池對外輸出電能的關鍵。傳統倒置太陽能電池陰極界面緩沖層采用氧化鋅。但氧化鋅在紫外光長時間照射下穩定性差，造成太陽能電池性能快速衰減。針對此問題，華南師范大學報道了一種基于有機氧化硅納米顆粒的倒置太陽能電池陰極界面緩沖層。通過水熱法，利用有機硅烷和玫瑰紅（rose bengal）合成了直徑約5 nm的有機氧化硅納米顆粒。采用新型氧化硅納米顆粒陰極界面緩沖層的倒置太陽能電池性能穩定性優異：經AM 1.5 G模擬陽光照射10 h后輸出電流無任何衰減，最大光轉換效率達17.15%。相關研究以“A Cost-Effective, Aqueous-Solution-Processed Cathode Interlayer Based on Organosilica Nanodots for Highly Efficient and Stable Organic Solar Cells”為題目，發表在AM上。

DOI: 10.1002/adma.202002973

5、AFM：全摻雜的共軛聚合物薄膜：優化電導率及相關熱電性能

傳統的共軛聚合物化學摻雜過程往往會導致摻雜膜的形態下降或摻雜效率不高，這主要是由于摻雜物之間的聚集或摻雜劑擴散不足。韓國亞洲大學Jong H. Kim及韓國建國大學Bong-Gi Kim教授提出了一種新的策略性摻雜方法“雜摻雜”，可以在不影響CP膜表面形貌的情況下，最大限度地提高CPs的摻雜效率。雜化摻雜的優點是它結合了混合摻雜和順序浸泡兩種工藝?；谙到y性特征包括光譜、結構和電分析，研究， 結果表明，雜化摻雜可以使CP薄膜的結晶區和非晶態區實現全區域摻雜，得到高導電性的P3HT和PIDF-BT膜。特殊的導電性彌補了減小的塞貝克系數，從而使功率因數達到26.8和76.1uW?1 K?2。雜化摻雜是同時優化各種CPs的電導率和熱電性能的一種策略方法。相關研究以“Exploring Wholly Doped Conjugated Polymer Films Based on Hybrid Doping: Strategic Approach for

Optimizing Electrical Conductivity and Related Thermoelectric Properties”為題目，發表在AFM上。

DOI: 10.1002/adfm.202004598

6、JACS：一種用于納米顆粒再分散的高溫脈沖法

納米顆粒存在聚集和中毒問題（例如氧化），這將嚴重阻礙其長期應用。然而，當前的再分散方法，如在氧化和還原環境中持續加熱，面臨的挑戰包括長時間加熱引起的晶粒生長效應以及復雜的程序。馬里蘭大學帕克分校胡良兵教授報告了一種簡便和有效的再分散過程，使我們能夠直接將大型聚合粒子轉化為納米級材料。該方法以一片碳納米纖維作為加熱器（~ 1500-2000 K），快速提高處理溫度并維持極短的時間（100 ms），然后以105K/s的冷卻速率快速淬火回室溫，抑制燒結。在這些條件下，我們證明了大的聚集的金屬氧化物顆粒再分散成10 nm大小的金屬納米顆粒，均勻地分布在基體上。此外，納米顆粒的金屬狀態在熱處理過程中通過還原得到更新。再分散過程除去雜質和有毒元素，但由于超短的加熱脈沖時間，能夠保持基體的完整性。這種方法也比傳統的再分散處理（~h）快得多（~ms），為各種應用提供了一種實用的再分散降解顆粒的策略。相關研究以“A High-Temperature Pulse Method for Nanoparticle Redispersion”為題目，發表在JACS上。

DOI: 10.1021/jacs.0c04887

7、Angew：負載PdCu的空心碳球納米反應器：空洞抑制液相加氫

中空結構納米反應器由于其空隙限制效應引起了催化研究的廣泛關注。然而，明確排除這些限制效應的挑戰是將它們與影響催化作用的其他因素解耦。在此，中國科學院大連化學物理研究所Jian Liu聯合青島生物能源與生物處理技術研究所

Guang-Hui Wang教授等人合成了一對空心碳球（HCS）納米反應器，分別由預先合成的PdCu納米顆粒包裹在HCS內部（PdCu@HCS），并在HCS外部（PdCu/HCS）支撐，同時保持其他結構特征不變。在兩種相反的納米反應器的基礎上，在雙室反應器中研究了液相加氫過程中的空隙限制效應。研究發現，PdCu@HCS上的氫化反應是一種形狀選擇性催化，可以被加速（反應物的積累），減速（傳質限制），甚至被抑制（分子篩分效應）；可進一步促進空隙空間中的中間介質的轉換。利用這一原理，可以選擇性地產生一種特定的亞胺。這項工作為空心納米反應器的基本催化作用提供了概念上的證明。相關研究以“Hollow Carbon Sphere Nanoreactors Loaded with PdCu Nanoparticles: Void-Confinement Effects in Liquid-Phase Hydrogenations”為題目，發表在Angew.上。

DOI: 10.1002/anie.202007297

8、ACS Nano：高結晶中空環狀硫化銅作為一種多功能的陽離子交換納米平臺

通過陽離子交換對納米晶進行后改性，可以在保留結構基元的同時，使納米材料的組成多樣化。銅復合納米粒子作為模板尤其有用，因為其固有缺陷可以作為有效的陽離子擴散路徑和優良的陽離子遷移率。然而，還沒有報告形狀控制銅納米粒子的合成，因為第二陰離子金屬化合物的引入可能會破壞所需的納米顆粒形態和結晶度由于高能離子擴散和混合。在此，韓國高麗大學Kwangyeol Lee教授報告了利用三（二乙胺）膦將硫化銅的結構基序轉化為硫化銅磷的可行性。陰離子混合的硫化銅以空心圓環的形式可以提供一個途徑，以前無法達到的相和形態。研究驗證了硫磷銅空心環面作為陽離子交換模板的多功能性通過成功合成鈷、鎳、銦、鎘磷硫化物以及保留結構基元的雙金屬鈷鎳磷硫化物（Co2-x Nix P1-y Sy）。

相關研究以“Highly Crystalline Hollow Toroidal Copper Phosphosulfide via Anion Exchange: A Versatile Cation Exchange Nanoplatform”為題目，發表在ACS Nano上。

DOI: 10.1021/acsnano.0c02891