頂刊封面: 十月材料領域優秀成果十大精選


1、Nature Materials封面:柔性形狀記憶支架用于功能組織的微創遞送

加拿大多倫多大學的Milica Radisic(通訊作者)等人使用可生物降解的聚合物(聚(馬來酸八甲酯(酸酐)檸檬酸鹽))設計了一種柔性和微結構的支架,用于通過注射進行功能性組織輸送。支架的形狀記憶功能是由于微細晶格的設計。將支架和心臟貼片(1cm×1cm)通過小至1mm的孔遞送,注射后恢復其初始形狀,而不影響心肌細胞活力和功能。

文獻鏈接:Flexible shape-memory scaffold for minimally invasive delivery of functional tissues(Nat. Mater.,2017,DOI:10.1038/nmat4956)

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2、Nature Nanotechnology封面:零功耗紅外探測器

美國東北大學Matteo Rinaldi(通訊作者)的研究團隊證實等離子體增強微機械光電開關(PMPs)組成的紅外數字傳感器可以用于兩個電觸間形成機械導電通道而無需外加電源,從而組裝成零功耗紅外探測器。可以在有效的被測信號出現前保持零功耗的休眠狀態,在特定紅外特征信號到達器件后利用其本身攜帶的能量驅動一個熱敏微機械開關,進而接通負載電路開始工作,實現對特定紅外光譜的識別。

文獻鏈接:Zero-power infrared digitizers based on plasmonically enhanced micromechanical photoswitches(Nature Nanotechnology,2017,Doi: 10.1038/nnano.2017.147)

3、JACS封面:超分子自組裝構建凝膠憶阻器

法國斯特拉斯堡大學Emanuele Orgiu和Paolo Samorì(共同通訊作者)等人報道了一種亞微米級的電子腔,可以實現π-凝膠低壓電運行。主要依靠π凝膠在腔內冷凝以及超分子的原位自組裝,獲得新型的凝膠憶阻器,同時其凝膠化轉變可逆且可通過加熱或直流偏壓控制。這為拓展新型非固態多響應設備的發展開辟了道路。

文獻鏈接:Supramolecular Self-Assembly in a Sub-micrometer Electrodic Cavity: Fabrication of Heat-Reversible π-Gel Memristor(JACS,2017,DOI: 10.1021/jacs.7b04347)

4、JACS封面:滾輪型含Pt小分子的材料特性在太陽能電池中的應用

美國新墨西哥大學Jeffrey J. Rack、Yang Qin 和布魯克黑文國家實驗室Qin Wu(共同通訊作者)等人詳細比較了一系列非傳統的“滾輪”型結構的含Pt共軛小分子,并利用穩態光譜、循環伏安以及熱分析等方法研究了其化學特性以及“滾軸”長度對材料的電子和物理特性的影響。發現如果輪軸足夠長,這些分子會堆積,導致高的結晶度以及電荷遷移率。基于此材料的有機太陽能電池的功率轉換效率高達5.9%,超過目前的含Pt材料。

文獻鏈接:“Roller-Wheel”-Type Pt-Containing Small Molecules and the Impact of “Rollers” on Material Crystallinity, Electronic Properties, and Solar Cell Performance(JACS,2017,DOI: 10.1021/jacs.7b05801)

5、Angew. Chem. Int. Ed. 封面:利用2D聚合物單晶模板精確組裝環狀Au納米粒子框架

美國德雷賽爾大學Christopher Y. Li(通訊作者)等人利用聚合物單晶(PSCs)作為模板精確組裝Au納米粒子形成自支撐的框架。并通過調控PSC的生長,首次精確控制Au納米顆粒框架的尺寸及寬度。這種新型類似納米環和循環聚合鏈的Au納米顆粒框架表現出獨特的表面等離子體共振行為。

文獻鏈接:Precisely Assembled Cyclic Gold Nanoparticle Frames by 2D Polymer Single-Crystal Templating(Angew. Chem. Int. Ed.,2017,DOI: 10.1002/anie.201706180)

6、Angew. Chem. Int. Ed.封面:TiO2中間層提高Fe2O3枝晶陣列光電催化產氧性能

天津大學鞏金龍教授(通訊作者)等人通過在FTO基底和α-Fe2O3之間引入厚度精確可控的TiO2中間層,有效提升了光生載流子的利用率,從而提高了光陽極的活性。由原子層沉積(ALD)方法得到的TiO2中間層具有如下作用:(1)TiO2中間層能降低FTO和α-Fe2O3之間的晶格錯配度,緩解晶格應力,減少FTO和α-Fe2O3之間的表面缺陷,從而有效抑制光生電子與空穴在界面處的復合;(2)TiO2中間層提供的Ti4+對α-Fe2O3進行摻雜,提高了α-Fe2O3的載流子密度及電導率,從而加快了電子及空穴的輸運過程。

文獻鏈接:Dendritic Hematite Nanoarray Photoanode Modified with a Conformal Titanium Dioxide Interlayer for Effective Charge Collection (Angew. Chem. Int. Ed.,2017,DOI: 10.1002/anie.201705772)

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7、Angew. Chem. Int. Ed.封面:有機鉛鹵素鈣鈦礦的調控生長以及在光電設備的應用

傳統制備有機鉛鹵素鈣鈦礦(OHPs)單晶的方法對其形貌調控受限,致使特定的微腔納米結構難以組裝。莫納什大學Qiaoliang Bao和Udo Bach(共同通訊作者)等人克服上述困難首次合成(MA)[PbBr3]?DMF,并能轉變成單晶MAPbBr3微片,可應用于波導光電設備。這種新型的合成方法以及波導應用對于發展有機鉛鹵素鈣鈦礦光電設備有著重要意義。

文獻鏈接:Controlled Growth of Monocrystalline Organo-Lead Halide Perovskite and Its Application in Photonic Devices(Angew. Chem. Int. Ed.,2017,DOI: 10.1002/anie.201703786)

8、Adv. Mater.封面:新型多肽用以藥物納米載體

西班牙高分子醫療實驗室的Vicent J. Nebot和María J. Vicent(共同通訊作者)報道了多聚谷氨酰胺在非鹽溶液中的類電荷吸引的自組裝機制,首次自下而上穩定了這些納米尺度的星形多聚谷氨酰胺軟組裝體,并將這種材料應用在藥物納米載體上。這種新型的納米結構作為藥物傳輸系統在體內和體外表現出的特性增加了應用在腫瘤局部藥用治療的潛力。

文獻鏈接:Capturing “Extraordinary” Soft-Assembled Charge-Like Polypeptides as a Strategy for Nanocarrier Design(Adv. Mater.,2017,DOI: 10.1002/adma.201702888)

9、Adv. Mater.封面:雙模板制備光學特性可控的微像素液晶

北海道大學Yuji Sasaki(通訊作者)等人通過光聚合法穩定由方形陣列拓撲缺陷組成的微像素液晶(LC)結構。聚合物網絡是在向列相液晶(NLC)的自組裝模板結構上形成的,同時又反過來作用在其他非聚合的NLC分子。特定區域光固化可以設計模板獲得可再生的自組裝缺陷。

文獻鏈接:Polymer-Stabilized Micropixelated Liquid Crystals with Tunable Optical Properties Fabricated by Double Templating(Adv. Mater.,2017,DOI: 10.1002/adma.201703054)

10、Nano Letters封面:通過自發溶解獲得單晶發光氮化碳

英國倫敦大學Paul F. McMillan和Christopher A. Howard(共同通訊作者)等人研究證實氮化碳等半導體可自發的溶解于選擇性極化非質子溶劑中,而不需要任何物理或化學上的干預。不同于傳統的剝離法,這種熱動力學驅動的溶解過程可以更好的維持原始材料的晶形,獲得無缺陷、六邊尺寸均一的2D納米片溶液。控制納米片的聚集態,所發射的波長可以從紫外到寬帶白光區域調控,從而開拓了在光電設備領域的應用。

文獻鏈接:Single Crystal, Luminescent Carbon Nitride Nanosheets Formed by Spontaneous Dissolution(Nano Letters,2017,DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b01353)

本文由材料人學術組大黑天供稿,材料牛編輯整理。

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