十月材料領域重大進展

 　　1、Science：在鎳鉍合金中的一般晶界處偏析誘導的有序超結構

　　美國加利福尼亞大學駱建、理海大學Martin P. Harmer(共同通訊)等人在鉍摻雜的多晶鎳中，發現有序的偏析誘導的晶界超結構發生在隨機選擇的一般晶界處，這些重建由終止晶粒表面的取向驅動，而不是晶粒之間的晶格匹配。這一發現表明，被吸附物誘導的超結構并不限于特殊的晶界，而是可以存在于各種一般的晶界，因此可影響多晶合金的性能。在一般晶界處發現Bi偏析誘導的超結構豐富了對現有研究的認知，并且可以提供關于結構相關晶界特性如塑性，擴散性和電導率的新見解。

　　文獻鏈接：Segregation-induced ordered superstructures at general grain boundaries in a nickel-bismuth alloy(Science，2017，DOI:10.1126/science.aam8256)

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　　2、Science：使用可編程3D紋理變形的可伸縮表面來偽裝

　　美國康奈爾大學R. F. Shepherd(通訊作者)等人受到頭足類肌肉形態的啟發，開發出了可將二維(2D)可伸縮表面通過編程轉換為目標3D形狀的合成組織，合成組織由嵌入不可伸展的紡織網的彈性膜組成，通過使用簡單的制造方法和建模方法將其膨脹到其目標形狀的10%以內。纖維網作為局部結締組織起到纖維增強的作用，以此向中心軸提供力并控制3D形狀，而彈性體作為可伸展的軟組織，其伸縮垂直于合成皮膚表面。這些可伸縮表面從平面轉換為3D紋理，可以模仿天然石材和植物形狀，并將其偽裝成背景環境。

　　文獻鏈接：Stretchable surfaces with programmable 3D texture morphing for synthetic camouflaging skins(Science，2017，DOI:10.1126/science.aan5627)

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　　3、Science：利用液態金屬制備2D氧化物納米材料

　　雖然二維(2D)氧化物在電子和其他技術中具有廣泛的應用，但是許多氧化物通過常規方法不容易合成2D材料。皇家墨爾本理工大學Kourosh Kalantar-zadeh、Torben Daeneke(共同通訊)團隊報道使用無毒的共晶鎵基合金作為反應溶劑，并將合金化的所需金屬加入到熔體中。在熱力學角度上，預測了自限界面氧化物的組成。同時，無論是在基底上還是在懸浮液中都將表面氧化物作為2D層分離，實驗發現其能夠產生出非常薄的亞納米級的HfO2，Al2O3和Gd2O3。基于液態金屬的反應路線可以用于產生以前不能用常規方法獲得的2D材料，將室溫液態金屬作為低維度氧化物納米材料合成的反應環境為獲取2D材料的方法又添一利器。

　　文獻鏈接：A liquid metal reaction environment for the room-temperature synthesis of atomically thin metal oxides(Science，2017，DOI:10.1126/science.aao4249)

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　　4、崔屹science：玩轉冷凍電鏡——揭密電池材料和界面原子結構

　　美國斯坦福大學崔屹(通訊作者)團隊實現了利用冷凍電鏡觀測電池材料和界面原子結構，觀察到碳酸鹽基電解質中的枝晶沿著<111>(優先)，<110>或<211>方向生長為單晶納米線。這些生長方向可能會發生變化，但沒有觀察到晶體缺陷。 此外，團隊還揭示了在不同電解質中形成的不同的SEI納米結構。這項工作提供了一種簡單的方法在原子尺度上保留和成像光束敏感性電池材料的原始狀態，揭示其詳細的納米結構。從這些實驗中觀察到的相關數據可以實現對電池故障機理的完整了解。盡管此工作以Li金屬為例來證明cryo-EM的實用性，但是這種方法也可能會擴展到涉及光束敏感材料(如鋰化硅或硫)的其他研究。

　　文獻鏈接：Atomic structure of sensitive battery materials and interfaces revealed by cryo–electron microscopy(Science，2017，DOI: 10.1126/science.aam6014)

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　　5、science：Au-Pd溶膠催化劑選擇性催化甲烷氧化

　　英國卡迪夫大學Graham J. Hutchings(通訊作者)等人報道利用溶膠Au-Pd納米顆粒作為催化劑，可以催化氧化甲烷，在溫和水溶液條件選擇性高達92%。利用同位素追蹤氧，證實催化反應得到的甲醇有70%來自于氣相氧分子而不是H2O2。如果甲基自由基產生，選擇性氧化成甲醇時更偏向于利用氧分子作為氧化劑。

　　文獻鏈接：Aqueous Au-Pd colloids catalyze selective CH4 oxidation to CH3OH with O2 under mild conditions(Science，2017，DOI: 10.1126/science.aan6515)

　　6、Science：原位電場作用ZIF調控晶格

　　德國物理化學與電化學研究所A. Knebel與J. Caro(共同通訊作者)等人通過施加外部電場，原位控制金屬-有機骨架膜(MOFs)的氣體輸送過程。利用電場極化調控氣體滲透源于ZIF-8結構的轉變，轉變成更具剛性晶格的多晶。經過氣體滲透實驗檢測到，經過電場作用，ZIF-8可逆轉換成極化同質異像體，而晶格變硬導致通過膜的氣體減少，同時會增加對分子的篩分能力。

　　文獻鏈接：Defibrillation of soft porous metal-organic frameworks with electric fields(Science，2017，DOI: 10.1126/science.aal2456)

　　7、Science：二元納米顆粒超晶格后組織刻蝕制備可控多孔納米同素異形體

　　以色列魏茲曼科學研究所Rafal Klajn(通訊作者)等人報道了非密堆積的納米顆粒陣列可以通過選擇性移除一個或兩個包含二元納米顆粒超晶格的組分制備得到。首先在液-氣界面制備不同的二元納米顆粒超晶格，待其穩定后，可轉化為特定的納米同素異形體，這是一種與原材料有著相同化學成分而在納米結構上不同的納米多孔材料