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　　1.纳米技术在动力电池材料发展中的作用
　　（The role of nanotechnology in the development of battery materials for electric vehicles） 　　学术界和工业界都在大力发展电池，以满足电动汽车的需求。在设计、制备电极材料的过程中，基于纳米技术的方法已经在提高能量密度和功率密度、循环稳定性和安全性方面表现出很多优势。最近，美国阿贡国家实验室的Khalil Amine等人综述了应用于混合电动汽车的商业化和接近商业化的纳米结构材料，同时他们讨论了满足远程电动汽车需求的材料的发展。（Nature Nanotechnology DOI：10.1038/NNANO.2010.207）

　　2.光催化氢碘酸产氢
　　（Photocatalytic hydrogen generation from hydriodic acid using methylammonium lead iodide in dynamic equilibrium with aqueous solution） 　　太阳能驱动的卤化氢分解产氢是一个重要且发展迅速的研究方向。除了氢气，产生的化学品(X2/X3−)，本身也是一种重要的产品。Park等人报导了一种性价比高且容易规模化的方法，利用MAPbI3（methylammonium lead iodide）光电催化碘化氢（HI）分解。考虑到MAPbI3是一种水溶的离子化合物，Park探索了饱和水系溶液中MAPbI3的沉淀和分解动态平衡。水系溶液中I-和H+浓度是四方MAPbI3相稳定的关键参数。他们演示了可见光照下稳定和高效的产氢。当使用Pt作为助催化剂时，太阳能驱动的HI分解效率是0.81%。（Nature Energy DOI: 10.1038/NENERGY.2016.185）

　　3.氧空位提高MoO3-x赝电容
　　（Oxygen vacancies enhance pseudocapacitive charge storage properties of MoO3−x） 　　电容储能具有超快充电和大功率的优点，成为很有吸引力的一种电池替代品。电化学电容器的一个局限是其等能量密度，因此，赝电容材料利用法拉第反应来存储电荷引起了广大研究者的兴趣。其中一种赝电容材料是正交晶系的MoO3（α-MoO3），一种层状化合物，它具有高理论锂电容量（279 mA h g−1 or 1,005 C g−1）。最近，加州大学洛杉矶分校的Bruce Dunn及其合作者报导了还原的α-MoO3-x（R-MoO3-x）的赝电容性能，并对比了完全氧化的α-MoO3（F-MoO3）。氧空位的引入引起了更大的层间距，带来了更快的充电动力学，并使α-MoO3结构能在锂离子插入和脱出过程中更加稳定。R-MoO3-x更高的比电容归结于大量Mo4+的可逆形成。这一研究强调了在过渡金属氧化物中引入氧空位时电位的重要性，并可以拓展到其它氧化还原活性材料。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4810）

　　4.非Pt族金属催化剂的活性目标
　　（Activity targets for nanostructured platinum-group-metal-free catalysts in hydroxide exchange membrane fuel cells） 　　燃料电池是零排放汽车动力电源，具有燃油汽车的很多优点：低预付成本、远程驱动力和快速补充燃料。为了使燃料电池汽车成为现实，美国能源部（DOE）已经设立了燃料电池系统未了成本目标——每千瓦30美元，去除几个主要动力系统部分（一个基本但完全的内燃机系统成为接近3000美元）相当于每辆车2400美元。目前为止，燃料电池电动车的绝大多数研究已经聚焦在质子交换膜燃料电池（PEMFCs），因为这些系统需要最高的功率密度。最近，一种替代技术，氢氧化物交换膜燃料电池（HEMFCs）引起了研究者的注意，因为它不需要Pt族贵金属作为催化剂，具有内在的长期成本优势。Yan等人综述了PEMFCs的成本状况和HEMFCs的优势。他们特别讨论了HEMFCs所需的催化剂发展，并且设定了达到与目前PEMFCs性能相当的活性目标。要到这些目标，需要认真地优化纳米结构来压缩高比表面积到很小的容积，同时保持高面积表面活性和有效的孔传输性质。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2016.265）

　　5.高灵敏石墨烯-聚合物纳米复合材料传感器
　　（Sensitive electromechanical sensors using viscoelastic graphene-polymer nanocomposite） 　　尽管纳米复合材料具有广泛的应用，但是将石墨烯嵌入高粘弹性的聚合物母体并没有很好的研究。Boland等人将石墨烯加入到一种轻微交联的有机硅聚合物，类似于橡皮泥，从根本上改变了这种聚合物的电化学性质。得到的纳米复合材料表现出非同寻常的电化学行为，例如电阻变形后期短暂的消失和电阻率随应变非单调变化。这些现象均与低粘度聚合物母体中纳米片的运动。他们还建立量化模型来描述电化学性能。这些纳米复合材料能够作为高灵敏度（>500）的电化学传感器，来测量脉搏和血压，甚至一只小蜘蛛脚步的影响。（Science DOI: 10.1126/science.aag2879）

　　6.利用纳米材料设计开发可扩展的人工光合作用技术
　　（Developing a scalable artificial photosynthesis technology through nanomaterials by design） 　　人工光合系统可以直接利用阳光产生燃料，由此可以提供可扩展的能量存储方法和用于高能量密度燃料的碳中和产品的技术。目前人们正在探索各种设计以产生可行的人工光合系统和最先进的基于半导体光电极的技术系统。Lewis讨论了一种最早提出于十年前的结构构思，结合了具有柔性聚合物膜的半导体微丝阵列。他重点强调了能够生产完全实用型太阳能燃料发电机的关键环节，包含利用纳米技术在所有器件制造层级上的进展，并包括已发现的用于燃料形成的地球上丰富的电催化剂和用于稳定光吸收剂的材料。他认为这对于实现人工光合系统所面临的其他科学和工程挑战，也是安全、可靠、高效和可扩展的。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2016.194）

　　7.拓扑结晶绝缘体的棱阶边缘处的自旋极化中间带隙状态
　　（Robust spin-polarized midgap states at step edges of topological crystalline insulators） 　　拓扑结晶绝缘体属于晶体对称性导致的具有手性自旋纹理的拓扑保护面状态的材料，这使其成为自旋电子学应用的潜在候选材料。Sessi等人利用扫描隧道谱揭示了在三维拓扑结晶绝缘体（Pb，Sn）Se的奇原子表面棱阶边缘处的一维（1D）中间带隙状态的存在。最小Toy模型和逼真的紧束缚计算确定了它们为连接两个狄拉克点的自旋极化平带。这一重要原因提供了具有固有稳定性的一维中间带隙状态并保护它们免受后向散射。（Science DOI: 10.1126/science.aah6233）

　　8.基于溶液的半导体聚合物膜的电掺杂
　　（Solution-based electrical doping of semiconducting polymer films over a limited depth） 　　基于溶液的电掺杂方案可以使机电子器件的设计有更大的通用性；然而，已有的证明显示，要控制有机半导体中掺杂剂的扩散和稳定性仍具有挑战性。Kolesov等人提出了一种基于溶液的方法，用于供电子共轭有机半导体薄膜的p型电掺杂及其与受体在有限深度下的衰减常数为 10-20 nm 的掺杂，即通过后置处理在硝基甲烷中浸入多金属氧酸盐溶液（磷钼酸，PMA）。PMA 掺杂的膜显示出增强的导电性和功函数，降低了在加工溶剂中的溶解性，并改善了空气中的光氧化稳定性。该方法适用于在光伏和场效应管中使用的各种有机半导体。在用于膜成形的溶液中混入含胺聚合物，体异质结聚合物膜有限深度上的 PMA 掺杂使得能够在室温下加工处理的单层有机光伏器件具有高达 5.9±0.2％ 的功率转换效率，以及在 60℃ 下可持续至少 280 小时的稳定性能。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4818）
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