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　　1. 电催化中理论和实验相结合
　　（Combiningtheory and experiment in electrocatalysis: insights into materials design） 　　电催化在清洁能源的转换中发挥着核心作用，为未来技术实现了许多可持续生产工序。该综述讨论了多相电催化剂以及相关材料的设计策略，包括用于水、氢气和氧气的几种不同电化学转化的材料，并使用理论手段对催化剂性能进行科学解释。She 等人通过研究不同电化学反应催化的共同原理，描述出了一个系统的框架，阐明了催化反应的研究趋势，并以此作为新催化剂开发的指导，同时突出强调了将需要解决的关键问题。最后，他们将此框架扩展到新兴的清洁能源反应中去，如过氧化氢生产、二氧化碳还原和氮还原等。其中，他们认为改良催化剂的开发可以使燃料和化学品实现可持续生产。（Science DOI: 10.1126/science.aad4998）

　　2. 硅化镁纳米颗粒用作癌症饥饿疗法的脱氧剂
　　（Magnesiumsilicide nanoparticles as a deoxygenation agent for cancer starvation therapy） 　　快速吸收分子氧的材料（称为除氧剂或脱氧剂（DOA））具有许多工业应用，例如：食品保藏、金属防腐蚀和煤脱氧。鉴于氧对癌症生长至关重要，所以通过消耗肿瘤内氧气的饥饿疗法是治疗癌症的潜在有效策略。Zhang 等人展示了注射聚合物改性硅化镁（Mg2Si）纳米粒子，可以充当 DOA 清除肿瘤中的氧气并形成副产物阻止肿瘤毛细血管再氧化。纳米颗粒的制备是利用自蔓延高温合成方法实现的。在酸性肿瘤微环境中，Mg2Si 释放出的硅烷可以有效地与溶解组织和血红蛋白结合的氧三者反应形成二氧化硅（SiO2）聚集体。这种原位构造的 SiO2 会阻断肿瘤毛细血管并防止肿瘤接受新供应的氧和营养物。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2016.280）

　　3.高效稳定水解光电极的渐变催化保护膜
　　（A graded catalytic–protectivelayer for an efficient and stable water-splitting photocathode） 　　光电化学水解器件想要取得商业成功，关键是太阳能到氢的转化效率要实现高于15％。虽然串联电池可以达到这样的效率，但是想要增加催化活性和长期稳定性却仍是个很大的挑战。Gu等人对沉积在 GaInP2 上的非晶二氧化钛（TiOx）和硫化钼（MoSx）双层进行退火处理，从而得到对析氢反应具有高催化活性（与模拟太阳光照下相对可逆氢电极0V时电流密度为11 mA·cm−2）和稳定性（在超过 20 小时的试验后仍保留有初始光电流密度的 80％）的光电阴极。显微镜和光谱结果显示退火形成了渐变的 MoSx/MoOx/TiO2 层，其很大程度上保留了非晶态 MoSx 的高催化活性，但同时又具有类似于晶态 MoS2 的稳定性。这一研究结果证明了利用杂化和非均匀表面层，有可能作为太阳能生产氢气的高效催化和保护界面。（Nature Energy DOI: 10.1038/nenergy.2016.192）

　　4. 激活金属氧化物中晶格氧的氧化还原反应
　　（Activatinglattice oxygen redox reactions in metal oxides to catalyse oxygen evolution） 　　理解材料催化析氧反应（OER）的机理，是发展高效储能技术的关键。对金属氧化物 OER 机理的传统理解涉及四个协同质子-电子的转移步骤。Grimaud 等人通过使用原位 18O 同位素标记质谱，提供了直接的实验证据，证明 OER 过程中一些高活性氧化物上产生的氧气可以来自晶格氧。能够进行晶格氧氧化的氧化物还在可逆氢电极尺度上表现出 pH-依赖的OER活性，表明 OER 机制中有非协同的质子-电子转移。Grimaud 等人还根据实验数据和密度泛函理论计算，讨论了从根本上不同于常规方案的机制。他们认为在OER过程中增加金属-氧共价键对于触发晶格氧氧化以及促进非协同的质子-电子转移非常重要。（Nature Chemistry DOI: 10.1038/NCHEM.2695）

　　5. 电子衍射揭示单晶中氢的位置
　　（Hydrogenpositions in single nanocrystals revealed by electron diffraction） 　　氢原子的定位是晶体结构分析中的重要部分，但是由于氢原子散射能力很小，所以对其定位很困难。Palatinus 等人使用最近开发的旋进电子衍射断层扫描数据动态细化的方法，实现了对纳米晶体材料中氢原子的直接定位，并使用这种方法对有机（对乙酰氨基酚）和无机（磷酸钴铝结构）材料中的氢原子进行了定位。结果表明，该技术可以可靠地揭示精细的结构细节，包括以微米到纳米尺寸定位氢原子在单晶中的位置。（Science DOI: 10.1126/science.aak9652）

　　6. 太阳能水裂解的非均匀界面建模
　　（Modelling heterogeneous interfaces for solar water splitting） 　　利用水和阳光产生氢气，为生产可扩展和可持续的无碳能源提供了一种很有前景的方法。太阳能燃料技术的关键是设计有效、持久和低成本的光电化学电池，负责吸收阳光并驱动水解反应。为此，理解和控制光电化学电池中存在的光吸收剂、电解质和催化剂之间的非均匀界面非常必要。Pham 等人综述了基于第一性原理方法研究非均匀界面的物理化学性质的最新进展和面临的挑战，并突出强调了这些计算在解释越来越复杂的实验中所起到的关键作用。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4803）

　　7. 硅中单电子与微波光子的强耦合
　　（Strongcoupling of a single electron in silicon to a microwave photon） 　　因为硅具有高质量的天然氧化物和成熟的掺杂技术，使其对于计算产业至关重要。最近Si 的同位素纯化和产生的秒长量子相干时间，使它处在创建固态量子处理器研究的最前沿。真空Rabi分裂的观察结果表明在硅双量子点中存在单个电子与微波腔的光子场的强耦合。量子点电子与腔光子的强耦合将允许长程量子比特耦合以及半导体量子点中电子的长程纠缠。（Science DOI: 10.1126/science.aal2469）

　　8. 单轴应力下 Sr2RuO4 的 Tc 中的强峰
　　（Strong peak inTc of Sr2RuO4 under uniaxial pressure） 　　Sr2RuO4 作为一种非常规超导体，具有高纯度以及其超导有序参数具有奇宇称的可能性，从而吸引了广泛的研究。Steppke 等人研究了Sr2RuO4 超导性对各向异性应变的依赖性。沿着晶格的 a<100> 方向（a轴）施加高达约 1 千兆帕的单轴压力导致转变温度（Tc）从无应变材料的1.5 开尔文开始增加到压缩时的 3.4 开尔文（压缩≈0.6％），随后陡然下降。理论计算给出的证据是，当费米能级穿过 Van Hove 奇点时，观察到的最大 Tc 发生在Lifshitz 跃迁处或附近，并且开启了高应变的Tc = 3.4K的Sr2RuO4具有偶宇称而不是奇宇称有序参数的可能性。（Science DOI: 10.1126/science.aaf9398）