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       1. 二维 sp2 碳共轭共价有机框架
       （Two-dimensional sp2 carbon–conjugated covalent organic frameworks）        Jin 等人合成了一种二维（2D）结晶共价有机框架（sp2c-COF），其设计为完全 π-共轭，并通过四（4-甲酰基苯基）芘和 1,4-苯二乙腈的 C=C 缩合反应的所有 sp2 碳构建而成。C=C 键以规则的间隔将芘结拓扑连接成具有沿着 x 和 y 方向延伸的 π 共轭的 2D 晶格，并生成一个层框架，而不是常规获得的无序结构。sp2c-COF 是具有 1.9 电子伏的离散带隙的半导体，并且可以被化学氧化从而提高 12 个数量级的导电性。产生的自由基被限制在芘结上，从而使得能够形成具有高自旋密度的顺磁性碳结构。sp2 碳框架诱导铁磁相变，以增进自旋相干性，并使自旋单向对准贯穿材料。（Science DOI: 10.1126/science.aan0202）

       2.一种分子自旋光伏器件
       （A molecular spin-photovoltaic device）        Sun 等人制造了一种基于 C60 富勒烯的分子自旋光伏器件，其将光伏响应与穿过分子层的自旋传输相结合。光伏响应可以利用在室温下的高达 5％ 的磁致光伏电压，应用小磁场进行调节。器件功能包括作为磁流逆变器，并且，在某些照明水平上存在发散的磁生电流可以用于传感器件。通过平衡外部部分自旋极化注入与光生载流子可以 产生完全自旋极化电流。（Science DOI: 10.1126/science.aan5348）

       3. 硅中供体核自旋量子比特的全电控制
       （All-electric control of donor nuclear spin qubits in silicon）        硅中供体杂质的电子和核自旋自由度形成超相干二级系统，其可以潜在地用于量子信息中的应用，并且与工业半导体处理相兼容。然而，由于其旋磁比略小，核自旋比电子自旋更难操纵，而且通常认为对于应用于量子信息处理来说太慢了。此外，虽然交流磁场是驱动自旋跃迁和实施量子门的最自然的选择，但是它们难以在空间上限制于单个供体的水平，因此需要发展其它的方法。近年来，已经提出了用于供体自旋量子位的全电控制的方案，但是还没有实验演示的报道。Sigillito 等人展示了一种可扩展的全电方法，用于控制硅中的中性 31P 和 75As 供体核自旋。利用共面光子带隙谐振器，通过使用供体结合的电子作为量子换能器，专门使用电场来驱动 Rabi 振荡，在本质上这是基于单分子磁体的近期工作。电场约束带来了诸如低功率要求、更高的量子密度和更快的栅极时间等主要优点。此外，这种方法使得在共振频率或其一次亚谐波驱动核自旋量子比特成为可能，从而降低器件的带宽要求。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2017.154）

       4. Weyl 金属中对欧姆定律的违背
       （Violation of Ohm’s law in a Weyl metal）        欧姆定律是金属电运输的基本模式。任何违反欧姆定律的输运特征都会为新型金属态赋予无可争议的标记。Shin 等人在 Weyl 金属相中手性异常的拓扑结构中，发现了违背欧姆定律的情况。在Bi0.96Sb0.04 单晶中，扩散极限下观察到了仅发生在磁场准直的电场（E║B）中的非线性 I-V 特性。结合电荷泵浦效应的玻尔兹曼传输理论，他们揭示了源于拓扑的非线性导电性，并且导出了纵向磁导率的通用尺度函数，该函数完整描述了实验结果。作为 Weyl 金属的标志，非线性电导率为非线性电子学、光学应用、以及在朗道费米-液体理论之外发展拓扑费米-液体理论提供了场所。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4965）

       5. 青铜式六边形准晶体
       （Bronze-mean hexagonal quasicrystal）        常规准晶体最显著的特征是其非传统对称性，特征在于二十面体、十二边形、十边形或八边形轴。这些材料的对称性和非周期性来源于控制其结构的两个或更多个长度尺度的不合理比例，最著名的例子是 Penrose 和 Ammann-Beenker 平铺分别作为与金和银相关的二维模型。令人惊讶的是，目前为止，还没有发现任何其它类似的金属铺展。Dotera 等人提出了一种自相似的青铜式六边形图案，这种图案可以被看作是具有类 Koch 雪花投影窗口的高维周期格子的投影。他们利用数值模拟来证明了这种准晶体的无序变体可以在具有核-壳结构的软质聚合物胶体微粒中实现。此外，他们还通过改变图案的几何形状，生成了连续的结构序列。这为在几种金属-硅合金中观察到的准晶体近似值提供了另一种解释。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4963）

       6. 2D-3D 异质结构的钙钛矿高效空气稳定太阳能电池
       （Efficient ambient-air-stable solar cells with 2D–3D heterostructured butylammonium-caesium-formamidinium lead halide perovskites）        钙钛矿太阳能电池效率非常高；但是，它们容易在水、氧气和紫外线环境中发生降解。3D 钙钛矿吸收器的阳离子调控会降低降解。另外，2D Ruddlesden-Popper 分层钙钛矿也表现出改善的稳定性，但迄今尚未实现高效的太阳能电池。Wang 等人将正丁基铵阳离子引入混合阳离子铅混合卤素 FA0.83Cs0.17Pb(IyBr1-y)3 3D钙钛矿中，观察到了二维钙钛矿片晶的形成，并散布在高度取向平行的三维钙钛矿颗粒之间，从而抑制了非辐射电荷重组。他们还研究了薄膜构成、晶体配列和器件性能之间的关系。具有最佳丁基铵含量的太阳能电池对于 1.61-eV 带隙钙钛矿表现出的平均稳定功率转换效率为 17.5±1.3％，1.72-eV 带隙钙钛矿为 15.8±0.8％，在模拟阳光下的稳定性也得到了提高。太阳能电池在空气中持续 1000 小时后，其“老化后”效率达到 80％，接近密封 4000 小时的效果。（Nature Energy DOI: 10.1038/nenergy.2017.135）

       7. 用于微创输送功能组织的柔韧性形状记忆支架
       （Flexible shape-memory scaold for minimally invasive delivery of functional tissues）        尽管在心脏等器官修复的功能组织方面取得了很大的进步，但仍然需要一种侵入性手术方式进行植入。Montgomery 等人使用可生物降解的聚合物(poly(octamethylene maleate (anhydride) citrate))设计了一种微制造的弹性支架，用于通过注射进行功能性组织输送。支架的形状记忆功能是通过对设计晶格的微制造实现的。将支架和心脏贴片（1cm×1cm）通过小约 1mm 的孔递送，注射后恢复其初始形状，而不影响心肌细胞活力和功能。在皮下同源大鼠模型中，当与血管化、巨噬细胞聚集和细胞存活相比较时，心脏贴片的注射相当于开放手术。与未处理的情况对照相比，贴片显著改善了大鼠心肌梗死后的心脏功能，并实现了在大动物（猪）模型中成功地将人细胞衍生的贴片微创递送到心外膜、主动脉和肝脏。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4956）

       8.利用光对蛛丝进行处理和异质结构化
       （The processing and heterostructuring of silk with light）        蜘蛛丝是一种坚韧、有弹性且轻质的生物材料，只不过缺乏可用于对丝结构非侵入性处理的工具。Sidhu 等人展示了周期量级的飞秒脉冲非线性多光子与蛛丝相互作用，使得能够对在环境空气中的材料进行处理和异质结构化。通过多光子吸收和等离子体辅助消融引起的膨胀，分别观察到低和高峰强度的两种具有质的不同的反应。等离子体消融使得能够在保留分子结构的同时，以最小的损伤制造局部纳米切口、微圆棒、纳米针和周期性图案。膨胀的情况促进了蛛丝与金属、玻璃和 Kevlar 等材料的有限弯曲和微焊接，且能够具有与原丝相当的强度。此外，微焊接接头的拉曼谱带分析显示，多肽骨架保持了完整性，同时扰乱了其弱氢键。使用这种方法，Sidhu 等人制造了基于蛛丝的功能拓扑微结构，如 Mobiüs 带、手性螺旋结构和基于蛛丝的传感器。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4942）