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　　1. 无电池可伸缩光电系统
　　（Battery-free, stretchable optoelectronic systems forwireless optical characterization of the skin） 　　材料、机械和电子器件设计方面的最新研究进展，迅速建立起了健康监测技术的基础。这些健康监测技术具有“类皮肤”特性，并且可以长期整合在表皮上。因为接口与皮肤密切接触，由此带来的生理探测能力远超过传统硬件电子系统（如：腕戴设备）。然而，新兴的这类器件大多需要电池或者线路连接才能使之工作。
　　Jeonghyun等人介绍了一种敏感的光电系统，其功能的实现不需要电池且完全工作于无线模式，例如：用于皮上多波长光学特性的纤薄可伸缩平台设计。磁感耦合和近场通信（NFC）为彩色发光二极管和用于数据提取的集成光电探测器提供电能，其中光电探测的方式能够兼容具备标准NFC功能的平台，例如智能手机和平板电脑。监测心率和动脉血流动态、量化组织含氧量和紫外线放射量以及进行四色光谱测量这等例子，证明了这一理念的通用性。（Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1600418）

　　2. 对拉伸负荷下镍钛丝的局部形变
　　（Grain-resolved analysis of localized deformation innickel-titanium wire under tensile load） 　　拉伸的镍钛形状记忆合金过程中，局部形变的宏观锋面上的扩展产生应力，从而诱导马氏体相变。
　　Sedmák等人使用微米级分辨率的三维同步加速X射线衍射图像研究了预先拉伸镍钛丝中奥氏体的弹性应变和应力。衍射图像可以清晰地看到奥氏体在拉伸方向上的晶粒变化。研究发现：奥氏体晶粒内的局部应力的改变发生在马氏体相变初始鼻锥形掩埋界面之前。锥形界面处升高的剪切应力解释了为什么会出现局部形式的马氏体转变。他们通过有限元模拟局部形变的方式，建立了镍钛丝从单个晶粒的应力到连续宏观的内部应力场的交叉过程，并合理解释了实验上观察到的内部应力场和宏观锋面上的拓扑结构。（Science DOI: 10.1126/science.aad6700）

　　3. 冻结涡环的方式量产成形颗粒
　　（Mass production of shaped particles through vortex ringfreezing） 　　涡流环是环面形流体漩涡。在其形成过程中，流体从球形到环形经过了丰富多样有趣的几何中间体。这些连续变化的中间体可以通过控制时间点使其“冻结”在各种形状，形成新奇和奇特的颗粒状态。这些新型的涡环衍生颗粒，可以通过采用简单且廉价的电喷雾技术来大量生产，并且它们的尺寸在几百微米到毫米之间可以比较精确地控制。通过理论分析和层状多相流体流动仿真的进一步引导，这种冻结方法适用于从有机多糖到无机纳米颗粒的范围十分广泛的材料中。在包括细胞封装、三维细胞培养和无细胞生成蛋白质这些应用中，这些涡环源性粒子具有独特的优势。此外，这些新型粒子条状分割排列和有序展开结构两种组合形式都可以实现，为设计更加复杂的分层材料创造了良好的机会。（Nature communications DOI:10.1038/ncomms12401）

　　4. 电场诱导增强电催化还原CO2
　　（Enhanced electrocatalytic CO2 reduction via field-inducedreagent concentration） 　　由二氧化碳（CO2）到一氧化碳（CO）的电化学还原，是利用可再生电能合成更加复杂的碳基燃料和原料的第一步。不巧的是，由于典型的CO2还原反应催化剂周围局部CO2浓度较低，致使反应过程很慢。众所周知，碱金属阳离子与吸附的反应物通过非公价相互作用来克服这种限制，但是其催化效果受到相关的盐溶解度的限制。施加大的电极电压也可以提高CO2的吸附，但是这同时伴随氢气（H2）产量的增加。
　　Liu等人在较低过电势时，纳米结构的电极产生了聚集电解质阳离子的局部高电场。这一电场反过来产生了CO2还原反应表面的高局域CO2浓度。模拟结果表明：纳米金属尖端能产生高于准平面电极10倍的电场。利用金纳米针进的测试证实了电场诱导反应物浓度可以使CO2还原反应在-0.35V（过电势为0.24V）时进行,CO几何电流密度为每平方厘米22mA/cm2。该性能相比于最好的金纳米棒、纳米颗粒和贵金属氧化物催化剂的性能要高出一个数量级。（Nature DOI: 10.1038/nature19060）

　　5. 用于随控释放载物的机械化偶氮苯功能化有机锆金属框架
　　（Mechanized azobenzene-functionalized zirconiummetal-organic framework for on-command cargo release） 　　最近，刺激响应型金属有机框架（MOFs）因其在许多领域具有的应用潜力受到日益增加的关注。
　　Meng等人展示了一种带有光敏性偶氮基群的水稳锆MOF。这种特殊MOF可以用作水中载体存储的贮存器，并且装载了载体的MOF可以通过在MOF表面上β-环糊精和偶氮苯茎的结合进一步构造成机械化的MOF。这种机械化MOF可以通过紫外线照射或者添加竞争性试剂触发释放载物。该项研究展现了一种简单的构建刺激响应型机械化MOFs材料的方法，并且包含了由生物相容性部件制成的机械化UiO-68-azo。这样的智能系统将可能会为未来药物输送提供独特的MOF平台。（Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1600480）

　　6. 量子点闪烁的起因与控制
　　（Origin and control of blinking in quantum dots） 　　半导体纳米晶体基于它们大小可调的光致发光、较高的光稳定性和“自下而上”的化学自组装方法为潜在的器件应用提供了巨大的多样性。然而，这类的应用严重受限于纳米晶体辐射中的间歇光致发光，即源于任一或两个光致载流子逃逸到纳米晶体表面的“闪烁”。在第一个方案中，纳米晶体的剩余电荷通过非辐射的俄歇复合淬灭光致发光，而对于其他的，激子在被热化之前便被截断而无法贡献于光致发光。最近，Efros等人综述了目前对纳米晶体闪烁动力学以及核壳设计在控制这种现象上的成果。在带电纳米晶中，核-壳核壳限域电势的“软化”强烈地抑制了非辐射的俄歇过程。非闪烁在CdSe-CdS核-厚壳纳米晶体和它的修饰物中被成功实现。（Naturenanotechnology DOI:10.1038/NNANO.2016.140）

　　7. 电池主要粒子中锂组分空间动力学的起源与滞后
　　（Origin and hysteresis of lithium compositionalspatiodynamics within battery primary particles） 　　像锂离子电池这样的电化学器件，在其固-液界面、动力学和离子插入反应的均匀性分别决定了速率性能和寿命。
　　Jongwoo等人利用原位X射线显微成像平台动态映射LixFePO4中的锂组分和插入率，发现纳米尺度速率和组分的空间变化控制了在亚微粒子尺度锂化的通道。具体来说，插入速率常数中的空间变化导致不均匀结构域的形成，依赖于速率常数的组分在脱锂期间放大了不均匀性，但在锂化过程反而抑制了不均匀性，而且在锂化过程会中稳定固体溶液。锂组分和表面反应速率在电化学离子插入过程中耦合控制了动力学和均匀性。（Science DOI:10.1126/science.aaf4914）

　　8. 通过铜氧化物界面中间层相分离实现自优化超导
　　（Self-optimized superconductivity attainable by interlayerphase separation at cuprate interfaces） 　　实现稳定高温超导以及阐明其机理一直以来都是凝聚态物理材料研究中的主要挑战。与此同时，纳米结构方面的最新进展为设计实现新型功能提供了前所未有的可能性。首先，铜氧化物和鉄基高温超导体薄膜相比于块材明显表现出更加优秀的超导特性（例如：更高的临界温度），但是，其潜在机制仍未了解。为了求解合适的铜氧化物微观模型，Takahiro等人发现：在介于莫特绝缘体和过掺杂非超导金属之间的界面上，超导振幅总是固定在块材实现超导的最优值上，与金属载流子浓度无关。这与块材的超导体是类穹顶状依赖不同，但是从La2CuO4和La2−xSrxCuO4观测到的载流子浓度x所得出的临界温度具有一致惊人的独立性。另外，他们确定了用于固定最佳振幅的自组织机制。这个界面例子打开了通过抑制相互冲突的不稳定性来塑造超导从而可以直观设计器件的方法。（Science Advances DOI: 10.1126/ sciadv.1600664）
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