【前言】

    又是一年歲末時，回首2016，有什么感動了你，有什么溫暖了你，又有什么震撼了你。拉回扯動的思緒，容我們也作個總結，追隨小編的腳步，感嘆科技的進步，看看材料領域，中國學者在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)計分析），主要涵蓋材料、生物、物理、化學與環(huán)境等諸多領域，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進一步提高它們的固有活性。值得關注的是這可以將材料從一個對CO2電還原不具催化性的惰性狀態(tài)轉(zhuǎn)換成一個有活性的催化劑，實現(xiàn)原子級結構對CO2的電還原。

    文獻鏈接：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：膠體晶體的表面預熔行為模式

    香港科技大學韓一龍教授（通訊作者）等人利用膠粒形成穩(wěn)定均衡的晶體—蒸汽界面，并在單個顆粒水平上研究了表面的預熔行為。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。同時這也對現(xiàn)有表面預熔和二維熔化現(xiàn)存理論產(chǎn)生很大影響。

    文獻鏈接；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），清華大學李群仰副教授（通訊作者）和美國賓夕法尼亞大學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型來影響接觸界面的釘扎狀態(tài)，進而可從界面的“質(zhì)”而不僅是“量”上來調(diào)控其摩擦性能。基于此機理，研究團隊還提出并論證了通過對二維材料施加可控變形來實現(xiàn)對表面摩擦行為大范圍調(diào)控的新思路。

    文獻鏈接：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構——鈷錳催化劑，發(fā)現(xiàn)在溫和的反應條件下（250℃和1~5 atm），該催化劑可實現(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60%，總烯烴選擇性高達80%以上，烯/烷比可高達30以上；同時，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。這項研究對拓展合成氣催化轉(zhuǎn)化領域有重大意義，此外，它還具有很高的經(jīng)濟效益，將有利于促進我國煤化工的發(fā)展。

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

    5、國家納米科學中心：將MOF用于高效選擇性加氫反應

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

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

    6、復旦大學：光控微流體新技術

    復旦大學俞燕蕾（通訊作者）團隊研發(fā)了一種新型的光控微型驅(qū)動器，實現(xiàn)了對液體的非接觸的實時控制。研究人員從血管壁的構造中獲得靈感，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)動器（TMAs）。這種微尺度下的光誘導液體混合和微球的捕獲和移動能夠極大地簡化微流體設備。該微型驅(qū)動器可被制備成多種形狀，推動非極性乃至極性液體移動。這種光致形變的TMAs能夠廣泛應用在微反應器、芯片實驗室和微光機系統(tǒng)領域中。

    文獻鏈接：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，通過電子隧道效應對鋅酞菁分子進行局域激發(fā)，同時結合電致發(fā)光獲得分子特定的激子耦合空間分布圖。這種實驗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構和量子光源的理解。

    文獻鏈接：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)快速定向水運輸

    北航江雷院士、陳華偉教授和張德遠教授（共同通訊作者）帶領科研團隊攻占仿生領域，對豬籠草進行研究，發(fā)現(xiàn)連續(xù)定向水運輸特性在口緣區(qū)表面發(fā)生，由于其多級結構，優(yōu)化并加強了在運輸方向上的毛細上升，并阻止回流，通過“駐扎”在一個地方，該地方前方所有水滴都反向流動。這導致了兩個結果：1，即使無任何表面能梯度下的一維流動；2，運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，人才強國，科技的進步有賴于每位科研工作者的努力！新的一年，定個小目標，先發(fā)一個Nature，敢想敢做，行動起來，或許下一個在國際頂級科技期刊出現(xiàn)的中國身影就是你。

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責任編輯：王元

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