國內期刊封面材料類優秀成果匯總：Science Bulletin & Science China Material

材料人自2018年4月起定期匯總國內SCI期刊封面報導的材料成果匯總，本文為第一期：

Science Bulletin

2018年第2期：石墨烯抗菌研究的現狀及展望

蘇州大學放射醫學及交叉學科研究院李瑞賓教授和中國科學院廣州生物醫學與健康研究所曾令文教授在Science Bulletin上發表了題為 “Antibacterial applications of graphene oxides: structure-activity relationships, molecular initiating events and biosafety”的論文。第一作者是鄭會珍助理研究員。該文綜述了氧化石墨烯作為抗菌劑的重要抗菌機制、構效關系以及應用于醫療領域中的安全性。

本文不僅從大小、形狀及表面基團等方面總結了GO殺菌的構效關系，同時總結概括了GO在醫療器械、食品、環境和農業等方面的抗菌產品及應用。重點關注了GO應用于醫療領域的安全性問題，文章認為GO直接入血仍存在較大風險，因此在醫療器械的抗菌涂層及修飾應用中應重點關注GO泄露、釋放入血等問題。最后，從GO與細菌界面相互作用的理解、GO與其他抗生素的協同抗菌效應及固定化GO抗菌產品的應用三個方面探討了GO在未來作為新型納米抗菌劑的實際應用過程中所面臨的機遇和挑戰。該成果在Science Bulletin 2018年第2期作為封面文章報道。

文獻鏈接：Antibacterial applications of graphene oxides: structure-activity relationships, molecular initiating events and biosafety（Sci. Bull., 2018, DOI: 10.1016/j.scib.2017.12.012）

2018年第3期：類一維層狀單質半導體中的優異物性

中國人民大學物理學系季威教授研究組與香港理工大學柴揚教授在Science Bulletin上發表了題為“Few-layer Tellurium: one-dimensional-like layered elementary semiconductor with striking physical properties”的論文。該文系統研究了一種新型單質二維半導體α相少層碲的電學、力學、光學等性質。他們通過第一性原理計算考慮了三種少層碲的結構穩定性，最終確定α相少層碲是從雙層到體相的最穩定相。在此基礎上，他們發現在少層碲的層間和層內非共價方向上存在一種類共價碲準鍵 (covalent-like quasi-bonding)，其本質與黑磷和Pt族過渡金屬硫族化合物中發現的層間類共價準鍵類似，并導致少層碲具有諸多特異的物理性質。理論預測發現，該材料具有從0.31 eV (體相)到1.17 eV (雙層)的層數依賴帶隙、在層內非共價方向具有10⁵ cm²/Vs的異常高空穴遷移率（約高于黑磷1-2個數量級）、墨西哥帽式 (M型)的價帶頂形狀以及顯著的雙層到體相的導帶底/價帶頂演變關系、新奇的層間剪切和呼吸模振動力常數數值交疊和模式混合、大于20%的理想強度、在近紅外和可見光區域近各向同性的強光吸收（單層平均可見光吸收率可達~9%）以及遠優于黑磷的空氣穩定性。同時，少層碲可以利用溶液化學方法合成，具有方便、快速、低成本、大尺寸制備等優勢。該成果在Science Bulletin 2018年第3期作為封面文章報道。

文獻鏈接：Few-layer Tellurium: one-dimensional-like layered elementary semiconductor with striking physical properties（Sci. Bull., 2018, DOI:10.1016/j.scib.2018.01.010）

2018年第5期：硼也能形成蜂窩狀二維晶格結構

中科院物理所吳克輝研究組在Science Bulletin上發表了題為“Experimental realization of honeycomb borophene”的論文。課題組利用襯底電荷調控成功獲得蜂窩狀結構的二維硼結構，展現了人工調控二維原子晶體的豐富可能性。該工作發現了硼原子形成的一種全新的同質異形結構，實現了學術界期待已久的平面六角蜂窩狀結構的硼烯，為進一步發現包括狄拉克錐形能帶結構、超導電性等奇異電子特性奠定了基礎，也為可能的基于硼烯的電子器件提供了誘人的前景。該成果在Science Bulletin 2018年第5期作為封面文章報道。

文獻鏈接：Experimental realization of honeycomb borophene （Sci. Bull., 2018, DOI: 10.1016/j.scib.2018.02.006）

2018年第6期：高效儲鈉新技術—離子"釘"

南京大學郭少華和周豪慎課題組在Science Bulletin上發表了題為“Cation-mixing stabilized layered oxide cathodes for sodium-ion batteries”的論文。鈉離子電池由于在大規模儲能方面潛在的應用而受到廣泛關注，而層狀過渡金屬氧化物是報道最多的鈉離子電池正極材料之一。針對層狀氧化物正極在充放電過程中的結構重排問題，研究人員合成了O3相的Na_0.8Ni_0.3Co_0.1Ti_0.6O₂(NNCT)，發現NNCT在首圈充電過程中可將過渡金屬離子引入鈉層，形成陽離子混排，利用“釘扎效應”來抑制充放電過程中的相變。顯著提高了儲鈉框架的穩定性，突出了穩定的儲鈉框架結構對高效儲能的關鍵作用，為進一步設計高效儲能材料提供了新的思路。該成果在Science Bulletin 2018年第6期作為封面文章報道。

文獻鏈接：Cation-mixing stabilized layered oxide cathodes for sodium-ion batteries （Sci. Bull., 2018, DOI: 10.1016/j.scib.2018.02.012）

Science China Materials

2018年第1期：拓撲量子催化：拓撲狄拉克節線半金屬的潛在析氫催化功能

中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心陳星秋研究團隊在Science China Material上發表了題為“Topological quantum catalyst: Dirac nodal line states and a potential electrocatalyst of hydrogen evolution in the TiSi family”的論文。研究團隊利用節線半金屬產生的鼓膜狀表面態作為析氫反應的催化平臺，提出了拓撲量子催化的新概念，并建議TiSi家族材料作為這種催化劑的潛在候選范本。他們提出了TiSi家族材料不僅有希望成為析氫反應的催化劑，更重要的是它指明利用固體材料的拓撲表面態設計新型催化劑的新路線——拓撲量子催化。這一利用拓撲節線材料非平庸表面態作為催化活性位置的思路與以往利用納米、構筑、缺陷、晶界等調控設計催化劑具有本質不同。這一新概念對于新型催化材料的設計具有指導意義。該成果在Science China Materials 2018年第1期作為封面文章報道。

文獻鏈接：Topological quantum catalyst: Dirac nodal line states and a potential electrocatalyst of hydrogen evolution in the TiSi family（Sci. China Mater., 2018, DOI: 10.1007/s40843-017-9178-4）

2018年第3期：當陶瓷遇見MOF

中山大學張杰鵬研究團隊在Science China Material上發表了題為“Room-temperature sintered metal-organic framework nanocrystals: A new type of optical ceramics”的論文。MOF在一般溶劑中的溶解度很低，但晶粒和溶液中的構筑單元（即金屬離子和配體）通常具有可觀的交換速率，而且小尺寸的晶粒和曲率大的表面速率更大，是MOF晶體生長和合成后離子/配體交換修飾的基礎。利用這個原理，有可能修復MOF納米晶組裝而成的聚集體內部的缺陷，形成致密連續的塊材。基于這個設想，該團隊合成了基于MOF材料的新型光學陶瓷，即金屬—有機光學陶瓷（Metal-Organic Optical Ceramic, MOOC）。此外，研究人員還用其它幾種MOF材料進一步證明，降低溶劑蒸發的速率，是一種使MOF納米晶在常溫下融合成致密的透明塊材的有效方法。這種簡單的成型方法不但大大拓寬了光學陶瓷的選材范圍，還有助于開發MOF材料在光學、吸附、分離、傳感等領域的應用。

文獻鏈接：Room-temperature sintered metal-organic framework nanocrystals: A new type of optical ceramics（Sci. China Mater., 2018, doi:10.1007/s40843-017-9184-1）

本文由Science Bulletin和Science China Material編輯部供稿，材料牛deer編輯整理。

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