Adv. Mater.：8月材料前沿科研成果十大精選

學術頂級期刊Advanced Materials 2016年8月材料前沿科研成果十大精選新鮮出爐：中科院化學所等—微帶的定向控制光驅動；武漢理工大學等—高能量/功率密度的柔性準固態Ni-Zn電池；中南大學&中科院深圳先進院—可用于寬帶隙雙面染料敏化太陽能電池的黑磷基光電陰極；浙江大學等—可提高析氫反應電催化活性的Ni–Co–MoS2納米盒；中科院長春應化所—可作為水氧化反應的過渡金屬基電催化劑；復旦大學—具分級導電結構的大面積超級電容器紡織物；北大&中科院物理所—新型高容量鈉離子電池負極材料：SnSSe；北航—由竹簡啟發的高能量密度的柔性可穿戴Li-O2電池；北京大學等—可提升聚合物太陽能電池綜合性能的新型受體；上海交通大學—可提高析氫反應的原子級孔徑的TaS2電催化劑。下面就讓我們一起走進曼妙的材料前沿成果吧。

1、中科院化學所等—微帶的定向控制光驅動

Direction-Controlled Light-Driven Movement of Microribbons（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602411）

圖1 微帶的顯微圖像及不同運動時間下的狀態

中科院化學所的車延科研究員（通訊作者）和Feng Liu（通訊作者）等人報道了一種新型可定向控制其運動的，且能在多種疏水表面從PDI分子自組裝而成的微帶。并設計了一個“動態激子電荷模型（DECM）”來闡明其潛在的機制。

2、武漢理工大學等—高能量/功率密度的柔性準固態Ni-Zn電池

A Flexible Quasi-Solid-State Nickel–Zinc Battery with High Energy and Power Densities Based on 3D Electrode Design（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201603038）

圖2 Ni-Zn電池結構原理圖示

武漢理工大學的劉金平教授（通訊作者）和新加坡國立大學的Cao Guan（通訊作者）等人報道了首個1.77V柔性準固態Ni-Zn電池的原型。此電池中，ZnO納米顆粒和NiO納米片共同沉附于一個3D分級碳布-碳納米纖維（CC-CF）基底上，分別作為陽極(CC-CF@ZnO)和陰極(CC-CF@NiO)。

3、中南大學&中科院深圳先進院—可用于寬帶隙雙面染料敏化太陽能電池的黑磷基光電陰極

Black Phosphorus Based Photocathodes in Wideband Bifacial Dye-Sensitized Solar Cells（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602382）

圖3 BPQDs的結構與表征

中南大學的肖思副教授及郭學益教授（通訊作者）和中科院深圳先進院的喻學鋒（通訊作者）等人設計了一個基于光電陰極的可適于寬帶準固態雙面n型雜染敏化太陽能電池（DSSCs）的黑磷量子點（BPQDs）。這個準固態的雙面n型DSSCs由BPQDs基光電陰極組成，表現出6.85%的能量轉換效率和24.31 mA cm-2的短路電流，這較沒有BPQDs要提高120%。

4、浙江大學等—可提高析氫反應電催化活性的Ni–Co–MoS2納米盒

Formation of Ni–Co–MoS2 Nanoboxes with Enhanced Electrocatalytic Activity for Hydrogen Evolution（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201601188）

圖4 納米盒結構及顯微圖示

浙江大學的樓雄文（通訊作者）和漢陽大學的Ungyu Paik（通訊作者）等人在溶劑熱條件下，通過鎳鈷普魯士藍（Ni-Co PBA）納米管和硫代鉬酸銨之間的反應，利用MOF合成Ni和Co相結合的MoS2納米盒。在作為析氫反應的電催化劑時，這種超薄的納米片組裝而成的納米盒表現出極佳的電化學性能。

5、中科院長春應化所—可作為水氧化反應的過渡金屬基電催化劑

Transition-Metal (Co, Ni, and Fe)-Based Electrocatalysts for the Water Oxidation Reaction（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602270）

圖5 多孔Co3O4的顯微圖像

中科院長春應化所的汪爾康院士（通訊作者）等人針對基于過渡金屬元素（包括Co、Ni、Fe）的析氧反應（OER）電催化劑在設計、合成及應用方面等一系列進展進行綜述，并對其未來的發展前景進行展望。

6、復旦大學—具分級導電結構的大面積超級電容器紡織物

Large-Area Supercapacitor Textiles with Novel Hierarchical Conducting Structures（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602987）

圖6 超級電容器紡織結構圖示

復旦大學的彭慧勝（通訊作者）和王兵杰（通訊作者）等人通過設計分級導電結構，制備了一個具高能量儲存性能的超級電容器紡織物。這個超級電容器紡織物按比例擴大到100 cm2可維持高比電容，產生電容、功率和能量，分別為69.3 F，80.7 mW及5.4 mW h。

7、北大&中科院物理所—新型高容量鈉離子電池負極材料：SnSSe

Novel Metal Chalcogenide SnSSe as a High-Capacity Anode for Sodium-Ion Batteries（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201603219）

圖7 SnSSe樣品的晶體結構和形貌

北京大學陳繼濤教授（通訊作者）和中科院物理所薛面起研究員（通訊作者）等人通過簡單的固相反應合成了可用于高性能SIB負極的新型層狀材料SnSSe。SnSSe具有較大的層間距、（001）晶面優先生長、易剝落和部分贗電容行為等特性。

8、北航—由竹簡啟發的高能量密度的柔性可穿戴Li-O2電池

A Flexible and Wearable Lithium–Oxygen Battery with Record Energy Density achieved by the Interlaced Architecture inspired by Bamboo Slips（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602800）

圖8 受竹簡啟發的Li-O2電池結構

北京航空航天大學的張瑜（通訊作者）等人報道了一種新型的柔性可穿戴Li-O2電池結構，這個Li-O2電池的結構類似于竹簡但是它的可軋制性卻優于竹簡，它可以從任意方向卷起來，這賦予了電池非常好的柔性，編織結構賦予了電池透氣性，正極由一個聚丙烯膜和疏水凝膠聚合物的電解質保護著，可以避免接觸濕氣和水分而產生的隱患，所以即使電池金如到水里也可以正常運作。

9、北京大學等—可提升聚合物太陽能電池綜合性能的新型受體

A Vinylene-Bridged Perylenediimide-Based Polymeric Acceptor Enabling Efficient All-Polymer Solar Cells Processed under Ambient Conditions（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602387）

圖9 受體分子結構及表征

北京大學的趙達慧（通訊作者）、香港科技大學的顏河（通訊作者）及北卡羅來納州立大學的Harald Ade（通訊作者）等人研究了無富勒烯結構的小型化學分子受體，相比于傳統的富勒烯衍生物受體構成的太陽能電池，可很大的提高能量效率。小型化學分子受體聚合物太陽能電池，相比于聚合物太陽能電池，在形貌、結構穩定性，供、受體兼容性等方面均有提高，這些性能的提高有望改變PSC的PCE歷史峰值。

10、上海交通大學—可提高析氫反應的原子級孔徑的TaS2電催化劑

Atomic-Sized Pores Enhanced Electrocatalysis of TaS2 Nanosheets for Hydrogen Evolution（Adv. Mater.，2016，DOI：10.1002/adma.201602502）

圖10 TaS2納米片結構圖

上海交通大學的陳明偉教授（通訊作者）等人通過氧等離子體刻蝕法，在2D的TaS2催化劑基片上制備出原子級孔徑。這些經控制的，位于邊緣處的超小孔徑能極大的提高2D TaS2在催化析氫反應中的電化學活性。

以上列舉的僅為Adv. Mater. 期刊8月份材料前沿科研成果的代表，由于篇幅所限，還有不少優秀成果沒有列入。整理過程中難免存在疏忽，還望各位讀者諒解并誠摯歡迎大家提出寶貴的意見/建議。

本文由材料人編輯部學術組大黑天供稿，材料牛編輯整理。

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