【前言】

    又是一年歲末時(shí)，回首2016，有什么感動(dòng)了你，有什么溫暖了你，又有什么震撼了你。拉回扯動(dòng)的思緒，容我們也作個(gè)總結(jié)，追隨小編的腳步，感嘆科技的進(jìn)步，看看材料領(lǐng)域，中國學(xué)者在Nature上發(fā)表的重大科技成果！

    2016年，有中國研究者參與，在Nature上發(fā)表的論文有122篇（來自web of science統(tǒng)計(jì)分析），主要涵蓋材料、生物、物理、化學(xué)與環(huán)境等諸多領(lǐng)域，可謂百花齊放，百家爭鳴。能榮登Nature之列自然不同凡響，那么接下來就容我們開始品味材料領(lǐng)域的科技成果吧。

    【成果速覽】

    1、中科大：解決溫室氣體—將CO2電催化還原成液體燃料

    中科大謝毅教授和孫永福教授（通訊作者）等人提出利用部分氧化的Co層來催化CO2電還原，制備Co3O4與Co的共存4原子厚的薄層，并證實(shí)這原子級薄層表面的Co原子較大塊樣品的Co原子有著更高的固有活性、甲酸鹽合成的選擇性以及更低的過電壓，而部分氧化的原子層會(huì)進(jìn)一步提高它們的固有活性。值得關(guān)注的是這可以將材料從一個(gè)對CO2電還原不具催化性的惰性狀態(tài)轉(zhuǎn)換成一個(gè)有活性的催化劑，實(shí)現(xiàn)原子級結(jié)構(gòu)對CO2的電還原。

    文獻(xiàn)鏈接：Partially oxidized atomic cobalt layers for carbon dioxide electroreduction to liquid fuel（Nature，2016，DOI：10.1038/nature16455）

    2、香港科技大學(xué)：膠體晶體的表面預(yù)熔行為模式

    香港科技大學(xué)韓一龍教授（通訊作者）等人利用膠粒形成穩(wěn)定均衡的晶體—蒸汽界面，并在單個(gè)顆粒水平上研究了表面的預(yù)熔行為。發(fā)現(xiàn)單層膠體晶體在周界展現(xiàn)出不完全的預(yù)熔現(xiàn)象，并保持持續(xù)的液層厚度，而兩層或是三層的晶體則表現(xiàn)出傳統(tǒng)完全熔化的行為。這個(gè)發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)假說，即二維晶體從它們的自由表面（固氣界面）開始均相熔化相對。同時(shí)這也對現(xiàn)有表面預(yù)熔和二維熔化現(xiàn)存理論產(chǎn)生很大影響。

    文獻(xiàn)鏈接；Modes of surface premelting in colloidal crystals composed of attractive particles（Nature，2016，DOI：10.1038/nature16987）

    3、西安交大：首次揭示二維材料摩擦演化之謎

    西安交大李巨教授（通訊作者），清華大學(xué)李群仰副教授（通訊作者）和美國賓夕法尼亞大學(xué)Robert W. Carpick教授（通訊作者）等人通過原子模擬，首次重現(xiàn)了石墨烯摩擦行為的所有核心現(xiàn)象，并提出了二維材料可能存在的一種全新的摩擦演化及調(diào)控機(jī)制。二維材料由于其超薄的幾何特性和超大的柔性，能夠通過改變自身構(gòu)型來影響接觸界面的釘扎狀態(tài)，進(jìn)而可從界面的“質(zhì)”而不僅是“量”上來調(diào)控其摩擦性能。基于此機(jī)理，研究團(tuán)隊(duì)還提出并論證了通過對二維材料施加可控變形來實(shí)現(xiàn)對表面摩擦行為大范圍調(diào)控的新思路。

    文獻(xiàn)鏈接：The evolving quality of frictional contact with graphene（Nature，2016，DOI：10.1038/nature20135）

    4、上海高研院：合成氣直接制烯烴

    中國科學(xué)院上海高等研究院的鐘良樞和孫予罕（共同通訊作者）等人通過采用全新催化劑活性位結(jié)構(gòu)——鈷錳催化劑，發(fā)現(xiàn)在溫和的反應(yīng)條件下（250℃和1~5 atm），該催化劑可實(shí)現(xiàn)高選擇性合成氣直接制備烯烴，甲烷選擇性可低至5%，低碳烯烴選擇性可達(dá)60%，總烯烴選擇性高達(dá)80%以上，烯/烷比可高達(dá)30以上；同時(shí)，產(chǎn)物碳數(shù)呈現(xiàn)顯著的窄區(qū)間高選擇性分布，產(chǎn)物分布完全不服從經(jīng)典的ASF規(guī)律，體現(xiàn)出很好的FTO性能。這項(xiàng)研究對拓展合成氣催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域有重大意義，此外，它還具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，將有利于促進(jìn)我國煤化工的發(fā)展。

    文獻(xiàn)鏈接：Cobalt carbide nanoprisms for direct production of lower olefins from syngas（Nature，2016，DOI：10.1038/nature19786）

    5、國家納米科學(xué)中心：將MOF用于高效選擇性加氫反應(yīng)

    國家納米科學(xué)中心的唐智勇、李國棟和澳大利亞格里菲斯大學(xué)的Huijun Zhao（共同通訊作者）等報(bào)道了將鉑納米顆粒封裝到MOF層間或孔道內(nèi)構(gòu)建具有高效選擇性催化的反應(yīng)容器。該反應(yīng)器由含F(xiàn)e3+, Cr3+或兼而有之（ MIL-101）金屬節(jié)點(diǎn)的MOF將鉑納米顆粒封裝其中形成三明治平臺(tái)，整個(gè)體系對催化α，β-不飽和醛的加氫反應(yīng)具有高活性和高選擇性。

    文獻(xiàn)鏈接：Metal–organic frameworks as selectivity regulators for hydrogenation reactions（Nature，2016，DOI：10.1038/nature19763）

    6、復(fù)旦大學(xué)：光控微流體新技術(shù)

    復(fù)旦大學(xué)俞燕蕾（通訊作者）團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型的光控微型驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)了對液體的非接觸的實(shí)時(shí)控制。研究人員從血管壁的構(gòu)造中獲得靈感，采用了光致形變的交聯(lián)液晶聚合物制備出了管狀微型驅(qū)動(dòng)器（TMAs）。這種微尺度下的光誘導(dǎo)液體混合和微球的捕獲和移動(dòng)能夠極大地簡化微流體設(shè)備。該微型驅(qū)動(dòng)器可被制備成多種形狀，推動(dòng)非極性乃至極性液體移動(dòng)。這種光致形變的TMAs能夠廣泛應(yīng)用在微反應(yīng)器、芯片實(shí)驗(yàn)室和微光機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域中。

    文獻(xiàn)鏈接：Photocontrol of fluid slugs in liquid crystal polymer microactuators（Nature，2016，DOI：10.1038/nature19344）

    7、中科大：首次觀測單分子偶極耦合作用

    中科大侯建國和董振超（共同通訊作者）等人利用掃描隧道顯微鏡，通過電子隧道效應(yīng)對鋅酞菁分子進(jìn)行局域激發(fā)，同時(shí)結(jié)合電致發(fā)光獲得分子特定的激子耦合空間分布圖。這種實(shí)驗(yàn)研究方法從分子系統(tǒng)上提供了樣品的偶極耦合空間信息，更有利于幫助對光收集結(jié)構(gòu)和量子光源的理解。

    文獻(xiàn)鏈接：Visualizing coherent intermolecular dipole–dipole coupling in real space（Nature，2016，DOI：10.1038/nature17428）

    8、北航：豬籠草的秘密—連續(xù)快速定向水運(yùn)輸

    北航江雷院士、陳華偉教授和張德遠(yuǎn)教授（共同通訊作者）帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)攻占仿生領(lǐng)域，對豬籠草進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)連續(xù)定向水運(yùn)輸特性在口緣區(qū)表面發(fā)生，由于其多級結(jié)構(gòu)，優(yōu)化并加強(qiáng)了在運(yùn)輸方向上的毛細(xì)上升，并阻止回流，通過“駐扎”在一個(gè)地方，該地方前方所有水滴都反向流動(dòng)。這導(dǎo)致了兩個(gè)結(jié)果：1，即使無任何表面能梯度下的一維流動(dòng)；2，運(yùn)輸速度比以前以為的快的多。這也為開發(fā)人工液體傳輸系統(tǒng)提供新的理論依據(jù)。

    文獻(xiàn)鏈接：Continuous directional water transport on the peristome surface of Nepenthes alata（Nature，2016，DOI：10.1038/nature17189）

    【后記】

    2016年即將畫上圓滿句號(hào)，人才強(qiáng)國，科技的進(jìn)步有賴于每位科研工作者的努力！新的一年，定個(gè)小目標(biāo)，先發(fā)一個(gè)Nature，敢想敢做，行動(dòng)起來，或許下一個(gè)在國際頂級科技期刊出現(xiàn)的中國身影就是你。

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責(zé)任編輯：王元

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