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       1. 基于金属二硫化钼纳米片的电化学致动器
       将电能转换为机械能的致动器在各种机电系统和机器人技术中都很有用，包括应用于可导向的导管、飞机的自适应机翼和减阻风力涡轮等。致动器系统可以基于诸如热，溶剂吸附/解吸或电化学作用（在诸如碳纳米管电极、石墨电极、聚合物电极和金属的系统中）的各种刺激。Acerce 等人证明，通过在薄塑料基材上对二维金属二硫化钼（MoS2）的化学剥离所得纳米片的重堆积，所形成的电极薄膜的动态膨胀和收缩可以产生显著的机械力。具体来说，MoS2 膜能够产生大约 17 兆帕的机械应力，这高于哺乳动物的肌肉（约 0.3 兆帕）而与陶瓷压电致动器（约 40 兆帕）相当，并且在高达 1 赫兹情况下应变约为 0.6％。致动器性能归因于 MoS2 纳米片金属 1T 相的高电导率，重堆积 MoS2 层的弹性模量（2 至 4 千兆帕）和纳米片之间的快速质子扩散。这些结果可能会引导产生用于高应变和高频应用的新型电化学致动器。（Nature DOI: 10.1038/nature23668）

       2.在 NOx 选择性催化还原中由游离铜离子形成的动态多核位点
       铜离子交换进入沸石对于用氨（NH3）与氮氧化物（NOx）的选择性催化还原（SCR）是有活性的，但是低温反应速率对铜（Cu）体积密度的依赖性与单个位点的反应不一致。Paolucci 等人结合了稳态和瞬态动力学测量、X 射线吸收光谱和第一原理计算，以证明在反应条件下，游离的 Cu 离子可以穿过沸石窗口并形成参与氧（O2）-介导 CuI→CuII 氧化还原整体步入 SCR 的瞬态离子对。骨架铝中心的静电束缚限制了每个离子可以探索的体积，从而限制了其形成离子对的能力。游离的单个原子动态可逆地形成多核位点表现出异质或均相催化剂常规界限之外的独特现象。（Science DOI: 10.1126/science.aan5630）

       3. 混合氧化石墨烯/石墨烯层状膜对 NaCl 和染料的高效排斥
       碳纳米材料非常稳健，并且具有对分离技术应用独特的吸引力，但是当处于长时间强烈的交叉流动时，它们的可扩展性和高耐盐性仍然面临挑战。Morelos-Gomez 等人提出了一种采用简单环保的方法，通过喷涂石墨烯氧化物/几层石墨烯/脱氧胆酸盐的水性分散体制备了石墨烯基的膜。该膜非常强度足够以承受长时间（120 小时）的强横向流动剪切，同时保持对阴离子染料 NaCl 的排斥率接近 85％ 和 96％。实验结果和分子动力学模拟显示脱氧胆酸盐的存在增强了这些石墨烯基的膜对 NaCl 的排斥。此外，这些新型混合层状膜相比纯石墨烯氧化物膜显示出更好的耐氯性。这些可扩大生产的石墨烯基膜具有的脱盐性能和耐剪切和耐氯性能使其有望用于实际的水分离应用。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2017.160）

       4. 顶点氧对铜超导体内平面交换相互作用程度的影响
       在高 Tc 超导体中，磁性和电子性质由 CuO2 平面中的价电子有效地从一个点跃迁到另一个点的概率来确定，这一机制与现场库仑排斥相反，并且被跳跃积分所支持。后者的空间范围与传输性质（包括超导性）以及自旋激子（磁子）的色散关系有关。Peng 等人在倒易空间的很大一部分上通过共振非弹性 X 射线散射以极高精度测量并比较了顶端原子数不同的三个反铁磁母体化合物（单层 Bi2Sr0.9La1.1CuO6+δ，双层Nd1.2Ba1.8Cu3O6 和无限层 CaCuO2）的磁谱。他们观察到缺少顶点氧会增加平面内的跳跃范围，而在 CaCuO2 中，顶点氧促成了真正的三维（3D）交换键网络。这些结果建立了交换相互作用和晶体结构之间的对应关系，并提供了对超导转变温度的材料依赖性的新见解。（Nature Physics DOI: 10.1038/NPHYS4248）

       5. 将分子冷却至多普勒极限以下
       对大多数量子简并气体、光学晶格、原子喷泉和其他诸多应用的实验来说，磁光捕获和亚多普勒冷却是必不可少的。一系列广泛的新应用都期待着超冷分子，而激光冷却也已经开始向分子延伸了。磁光阱（MOT）已经在单分子物质 SrF 中得到了证明，但尚未达到许多应用所需的亚多普勒温度。Truppe 等人展示了第二种物质 CaF 的 MOT，并展示了如何使用三维光学粘胶将这些分子冷却到远低于多普勒极限的 50μK。这些超冷分子可以装载到光学镊子中来捕获用于量子模拟的任意阵列，或投入到用于测试基本物理学的分子喷泉中，或用于研究在超冷温度下原子和分子之间的碰撞和化学。（Nature Physics DOI: 10.1038/NPHYS4241）

       6.手性液晶薄膜中半斯格明子的自发形成及其动力学
       斯格明子是不同浓缩物质系统中出现的无核心类涡旋激发，此前对其动力学的实时观察一直是个挑战。Nych 等人第一次直接光学观察到了半斯格明子的自发形成。在手性液晶的薄膜中，根据包括膜厚度在内的实验条件不同，它们会形成晶格常数为几百纳米的六方晶格，或作为补偿其电荷的拓扑缺陷的孤立实体出现。这些半斯格明子表现出了由热波动驱动的奇妙动力学特性。虽然具有结构接近于光学分辨率极限的特征尺度，但最终实空间成像的数值计算还是成功地证实了实验观察结果。手性液晶薄膜由此提供了一个奇妙的平台，有助于对拓扑激发动力学的直接探索，例如：半斯格明子以及利用光学技术对其进行操作。（Nature Physics DOI: 10.1038/NPHYS4245）

       7. 对乙酰丙酮铜（II）弹性晶体结构变化的原子解析
       单晶通常是易碎非弹性材料。这种机械响应限制了它们在实际应用中的使用，特别是在柔性电子和光学器件中的应用。Worthy 等人描述了众所周知的配位化合物-乙酰丙酮铜（II）的单晶，这种单晶具有足够的柔性可以可逆地结合成结。机械测量表明，这种晶体表现出类似于尼龙的软质材料的弹性，并因此显示出同时与通常硬物质和软物质都相关的性质。利用微焦点同步加速器辐射，Worthy 等人绘制了在弯曲时发生的晶体结构变化，从而确定了这种允许原子精度灵活性的机制。在应变下，晶体中的分子能够可逆地旋转，从而重新组织以允许弹性所需的机械压缩和膨胀，而且仍然能够保持晶体结构的完整性。（Nature Chemistry DOI: 10.1038/NCHEM.2848）

       8.由团簇前驱体设计和合成的多金属氧酸盐-骨架材料
       无机氧化物材料常用于半导体电子学、离子交换、催化、涂料、气体传感器以及作为分离材料。尽管对这些无机氧化物材料的合成已经充分理解了，但是由于高温加工和自上而下的合成方法所施加的稳定性限制却使得新材料的范围被减小了。在本综述中，Vilà-Nadal 等人描述了多金属氧酸盐（POM）团簇的衍生化，这使得它们可以通过使用有机或无机连接器组装成一系列骨架。此外，自下而上的合成方法可用于制备金属氧化物骨架材料，并且 POM 分子前体的特征可以保留在这些结构中。高度坚固的全无机骨架可以使用金属离子连接来制备，无需有机组分即可以实现分子合成控制。获得的骨架具有高稳定性、高催化、光化学和电化学活性。在概念上，这些无机氧化物材料桥接了沸石和金属-有机骨架（MOF）之间的间隙，并建立了一类新的全无机 POM 骨架，可以利用类似于 MOF 的拓扑和反应原理对其进行设计。（Nature Reviews Materials DOI: 10.1038/natrevmats.2017.54）