1. Lieber最新Nature Nanotech.：用于細胞內記錄的超小型三維納米線晶體管探針
用于細胞內電生理學的新工具可以在降低侵襲性的同時突破時空分辨率的極限，可以更深入地了解組織中的生成細胞及其網絡，并推動人機界面的進步。盡管在開發用于細胞內探針的納米器件方面已經取得了顯著進步，但是目前的方法表現出器件可擴展性和記錄幅度之間的折衷。大牛Charles M. Lieber團隊通過將確定性形狀控制納米線轉移與空間定義的半導體到金屬轉換相結合來實現這一挑戰，以實現具有可控尖端幾何形狀和傳感器尺寸的可擴展納米線場效應晶體管探針陣列，從而能夠記錄高達100 mV的細胞內動作電位來自原代神經元。對神經元和心肌細胞的系統研究表明，控制裝置曲率和傳感器大小對于實現高振幅細胞內記錄至關重要。此外，該設備設計允許從單個細胞和細胞網絡進行多重記錄，并且可以使得未來能夠研究大腦和其他組織中的動態。
Zhao, Y. et al. Scalable ultrasmall three-dimensional nanowire transistor probes for intracellular recording. Nat. Nanotechnol., 2019
Doi:10.1038/s41565-019-0478-y.
https://www.nature.com/articles/s41565-019-0478-y
2. Nature Photon.：光波驅動的無隙超導性和太赫茲對稱性破壞的禁量子拍
光誘導超電流為量子工程應用的應急材料相和集體模式的電磁設計繪制了前進的道路。然而，表征這種非平衡宏觀量子態的復數階參數的受控空間 - 時間調制仍然是難以捉摸的。這種超快相位幅度調制可以通過高次諧波模式表現出超過平衡對稱性所允許的模式。近日，美國愛荷華州立大學Wang, J研究團隊通過非線性振蕩太赫茲光電流實現的子循環動態對稱破壞來驅動凝結態。這些具有破壞反演對稱性的非平衡宏觀量子態通過不對稱和多周期太赫茲光激發的Cooper對加速來控制。研究人員觀測到的超電流攜帶狀態在光波周期中演化并表現出三個顯著特征：平衡對稱禁止的Anderson偽旋轉進動，配對輔助的強高諧波相干振蕩和長壽命無間隙超流體，凝結淬火最小。持續光電流的光波調諧可以擴展到非常規超導體和拓撲物質的量子控制，對量子門和傳感功能有影響。
Yang, X. Wang, J. et al. Lightwave-driven gapless superconductivity and forbidden quantum beats by terahertz symmetry breaking. Nat. Commun. 2019.
DOI:10.1038/s41566-019-0470-y
https://www.nature.com/articles/s41566-019-0470-y
3. Nature Phys.：硅芯片中光量子態的產生和采樣
實現量子算法的大型實例需要在支持不同組件集成的硬件平臺中處理許多量子信息載體。雖然已建立的半導體制造工藝可以集成許多光子元件，但許多光子的生成和算法處理一直是集成光子學的瓶頸。布里斯托大學的Jianwei Wang、Mark G. Thompson、Anthony Laing聯合丹麥技術大學Yunhong Ding等人報道了多達8個光子的光量子態的片上生成和算法處理。在不同的光泵浦狀態之間切換，研究人員在同一硅芯片中實現了scattershot、Gaussian和標準玻色子采樣協議，這些協議集成了線性和非線性光子電路。然后，使用這些結果來量化用于計算分子振動光譜的量子算法。該技術可以很容易地擴展到具有數十個光子的專用量子算法的片上實現，比傳統計算機的效率具有明顯優勢。
Paesani, S., Ding, Y. et al. Generation and sampling of quantum states of light in a silicon chip. Nat. Phys., 2019
Doi:10.1038/s41567-019-0567-8.
https://www.nature.com/articles/s41567-019-0567-8
4. Nature Commun.：鐵磁半導體量子阱混合結構中交換耦合的低壓控制
納米級鐵磁性的電壓控制對于開發具有低功耗，高操作速度，可靠的可逆性和與半導體技術的兼容性的新型電子器件具有很大的吸引力。 基于鐵磁和半導體構建塊的組裝的混合結構顯示出作為鐵磁體的磁性順序并且可作為半導體電調諧。近日，俄羅斯科學院伊夫研究所V. L. Korenev和I. A. Akimov研究團隊展示了由鐵磁Co層和半導體CdTe量子阱組成的混合交換耦合的電控制（由一個薄的非磁性（Cd，Mg）Te勢壘隔開）。 電場控制聲子交流斯塔克效應 - 由鐵磁體發射的橢圓偏振聲子介導的間接交換機制。 交換相互作用的有效磁場達到2.5 Tesla，并且可以通過在異質結構上施加1V偏壓來打開和關閉。
Korenev, V. K. Akimov, I. A. et al. Low voltage control of exchange coupling in a ferromagnet-semiconductor quantum well hybrid structure. Nat. Commun. 2019.
DOI:10.1038/s41467-019-10774-0
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10774-0.pdf
5. Nature Commun.：有機半導體薄膜摻雜團簇調整電荷運輸動力學
在有機熱電材料的設計中，一個重要的挑戰是同時實現高電導率和高感應電壓對熱梯度的響應。傳統觀點認為，聚合物本身決定了熱電效率。近日，馬薩諸塞大學阿默斯特分校Zlatan Aksamija、D. Venkataraman等多團隊合作，發現摻雜（尤其是共軛聚合物薄膜中摻雜團簇）對其熱電性能有著重要的影響。作者將I摻雜的P3HT和PDPP4T薄膜的塞貝克系數和電導率與開爾文探針力顯微鏡相關聯，以確定摻雜物的空間分布對總體電荷輸運的作用。作者進一步將實驗數據擬合到聲子輔助躍遷模型中，發現摻雜物的分布改變了態密度分布和Kang– Snyder輸運參數。該工作表明控制摻雜劑在共軛聚合物薄膜中的分布對于熱電和其它電子應用具有重要的作用。
Connor J. Boyle, Meenakshi Upadhyaya, Zlatan Aksamija*, D. Venkataraman*, et al. Tuning charge transport dynamics via clustering of doping in organic semiconductor thin films. Nat. Commun., 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-10567-5
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10567-5
6. Nature Commun.：一種合成二維二元化合物的通用方法
迄今為止，在眾多潛在的二維材料中，只有少數被分離或是合成出來。有鑒于此，丹麥技術大學Timothy J. Booth等人展示了合成二維二元化合物薄層的一般方法。作者將該方法應用于制備高品質的MoS2薄膜，并將該原理擴展到其他材料的合成，包括過渡金屬硫化物、硒化物、碲化物和氮化物，包括眾所周知的材料以及從未被分離出來過的材料。這種方法大大簡化了目前已知材料的合成，并為合成新的二維化合物提供了一個通用方法。
Abhay Shivayogimath, Joachim Dahl Thomsen, David M. A. Mackenzie, Mathias Geisler, Raluca-Maria Stan, Ann Julie Holt, Marco Bianchi, Andrea Crovetto, Patrick R. Whelan, Alexandra Carvalho, Antonio H. Castro Neto, Philip Hofmann, Nicolas Stenger, Peter B?ggild & Timothy J. Booth. A universal approach for the synthesis of two-dimensional binary compounds. Nature Communications. 2019
DOI：10.1038/s41467-019-11075-2
https://www.nature.com/articles/s41467-019-11075-2
7. 哥倫比亞大學JACS：超厲害！可溶液加工的超原子薄膜
通過簇之間的強靜電相互作用，原子精確的納米級團簇可以組裝成類似于原子離子固體的結晶離子晶體。哥倫比亞大學Jingjing Yang和Colin Nuckolls團隊研究表明，與原子離子固體不同，納米級團簇之間的靜電相互作用可能會受到使用具有長而柔韌的側鏈的大簇的阻礙，使得離子簇對不會結晶。基于此，該團隊報道了離子超原子材料，可以很容易地溶液加工成完全無定形和均勻的薄膜。這些新的無定形超原子材料顯示出可調節的成分和晶體中無法實現的新特性，包括高達300 S/m的極高導電率，0.05 W/m/K的超低導熱率，以及高的光學透明度到92％。還展示了基于超原子薄膜的未優化ZT值為0.02的薄膜熱電材料。這些特性與最先進的材料相比具有競爭力，并使超級材料成為一種新型的電子和熱電材料。
Yang, J. et al. Solution-Processable Superatomic Thin-Films. J. Am. Chem. Soc., 2019
Doi:10.1021/jacs.9b04705.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b04705
8. Chem. Soc. Rev.：碳基量子粒子材料用于電分析和生物醫學
碳基量子粒子，如球形碳量子點(CQDs)和石墨烯量子點(GQDs)等具有量子約束效應，是一類有著獨特性質的新興量子點材料。近年來，許多研究都對它們的光學性質、結構和應用進行了介紹，但并沒有對碳基納米粒子的定義及其在傳感和生物醫學相關的光學及電化學領域的應用進行討論。莫哈格·阿達比里大學Mandana Amiri團隊、英國巴斯大學Frank Marken團隊和法國瓦朗謝納大學Sabine Szunerits團隊則合作對此進行了補充，對碳基量子粒子的光學和電化學應用進行了綜述，例如其在電化學分析中作為傳感器的相關應用等等。通過將碳基量子粒子集成到復合納米材料中進行傳感應用，可以極大地提高檢測限，將為個性化醫療的實現提供有力幫助。
Khadijeh Nekoueian, Mandana Amiri, Frank Marken, Sabine Szunerits. et al. Carbon-based quantum particles: an electroanalytical and biomedical perspective. Chemical Society Reviews. 2019
DOI: 10.1039/C8CS00445E
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c8cs00445e#!divAbstract
9. AM：用于可穿戴應用的智能紡織集成微電子系統
智能紡織品的可編程特性使其成為新興技術領域不可或缺的一部分。智能紡織集成微電子系統（STIMES）結合了微電子技術和人工智能以及增強或虛擬現實等技術，已經得到了深入探索。醫療保健，物聯網（IoT），智能城市管理，機器人等領域的許多有前途的應用已經在世界各地得到證明。近日，香港理工大學Wei Chen、Yang Chai以及Xiaoming Tao概述了過去五年中該領域進展情況。涵蓋了功能材料，智能紡織部件的主要制造工藝，功能設備，系統架構和異構集成，人類和非人類相關領域的可穿戴應用，以及STIMES的安全性和安全性。詳細討論了主要類型的紡織綜合非傳統功能設備：傳感器，執行器，顯示器，天線，能量采集器及其混合動力，電池和超級電容器，電路板和存儲設備。
Shi, J. Chen, W. Chai, Y. Tao, X. et al. Smart Textile‐Integrated Microelectronic Systems for Wearable Applications. AM 2019.
DOI:10.1002/adma.201901958
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201901958
10. AM：纖維和紡織電子領域的應用挑戰
現代電子設備正朝著小型化和集成方向發展，并且正在關注可穿戴電子產品。由于它們與人體的緊密接觸，可穿戴電子設備具有新的要求，包括重量輕，尺寸小和靈活性。傳統的3D和2D電子設備由于其剛性和體積而不能有效地滿足這些要求。因此，包括能量收集設備，能量存儲設備，發光設備和傳感設備在內的一系列新型一維光纖電子設備由于其直徑小，重量輕，靈活性和可柔軟性而成為一項挑戰。近日，復旦大學Peining Chen、Bingjie Wang以及Huisheng Peng討論了光纖和紡織電子設備從單纖維形狀設備到連續可擴展制造，封裝和測試以及應用模式探索所面臨的應用挑戰。然后總結了纖維和紡織電子的發展趨勢。最后，強調了促進其商業化所需的未來方向。
Wang, L. Chen, P. Wang, B. Peng, H. et al. Application Challenges in Fiber and Textile Electronics. AM 2019.
DOI:10.1002/adma.201901971
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201901971
11. 劉云圻&郭云龍AM綜述：當柔性OFET遇到仿生學時：物聯網的前瞻性觀點
跨越物理學和仿生學領域的柔性有機電子產品的出現為日常生活中日益簡單和智能的產品創造了可能性。有機場效應晶體管（OFET）具有固有的柔韌性、重量輕和生物相容性，在仿生學領域顯示出巨大的希望。中國科學院化學研究所 劉云圻院士和郭云龍團隊通過將這種仿生OFET應用于物聯網（IoT），可以想象未來的新產品和用例。然后，綜述了柔性OFET及其在仿生系統中的應用的最新進展。并討論了實現靈活OFET的策略。同時，詳細回顧了仿生感覺系統和神經系統的最新進展。 OFET被證明是模仿感覺和神經系統的最佳系統之一。此外，還介紹了基于OFET的信息存儲的簡要討論。最后，提供了在物聯網中利用仿生OFET的個人觀點以及該研究領域的未來挑戰。
Shi, W., Guo, Y., Liu, Y., When Flexible Organic Field‐Effect Transistors Meet Biomimetics: A Prospective View of the Internet of Things. Adv. Mater. 2019, 1901493.
https://doi.org/10.1002/adma.201901493
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901493
12. AM：用于數字化醫療的柔性混合電子產品
目前，人們在對柔性混合電子產品的材料和結構進行創新設計時取得了一系列進展，這些進步使得這些具有優異性能的電子產品能夠被拉伸,彎曲或者扭曲成任意形狀，進而實現其從傳統醫療到數字化醫療的變換。清華大學馮雪教授團隊綜述了目前人們在柔性混合電子器件領域對材料創新和結構設計的研究；介紹了這類電子器件在生物醫學領域，如生物電監測和刺激、光學監測和治療、聲學模擬和監測以及和體液檢測等方面的應用；最后對未來柔性混合電子設備研究所面臨的挑戰提出了看法。
Yinji Ma, Xue Feng. et al. Flexible Hybrid Electronics for Digital Healthcare. Advanced Materials. 2019
DOI: 10.1002/adma.201902062
https://doi.org/10.1002/adma.201902062
13. 鮑哲南AFM：基于錐體微結構的電容式壓力傳感器用于監測生物信號
電容式壓力傳感器已經被證明具有廣泛的應用價值，人們可以通過對其介電層的幾何形狀或材料進行控制進而實現調諧。斯坦福大學鮑哲南教授團隊提出了一種改進的制備方法，即通過使用金字塔微結構介電層和疊層來構建可調、穩定和可重現的壓力傳感器。結果表明，該傳感器的性能可以與預期相匹配。研究人員在此基礎上建立了一個簡單的數學模型，并對其有效性進行了實驗驗證；隨后利用該模型對材料和微觀結構的幾何特性對傳感器性能的影響進行了預估，成功地證明了該方法能夠有針對性地設計用于體外脈沖傳感壓力傳感器。
Sara Rachel Arussy Ruth, Zhenan Bao. et al. Rational Design of Capacitive Pressure Sensors Based on Pyramidal Microstructures for Specialized Monitoring of Biosignals. Advanced Functional Materials. 2019
DOI: 10.1002/adfm.201903100
https://doi.org/10.1002/adfm.201903100
14. ACS Nano：具有金屬包覆納米纖維的透氣無刺激透明水凝膠隱形眼鏡設備
具有高透氣性、光學透明性和機械魯棒性的電子智能隱形眼鏡在很多領域都有著很好的應用價值。但是大多數現有的隱形眼鏡電子產品都使用了不透氣的基底、電子元件和界面粘合層，這對于它們的日常穿戴來說十分不便。北京大學段小潔團隊和北京大學人民醫院王凱團隊合作報道了一種以商用隱形眼鏡為基底，利用金屬包覆的納米纖維為導體，通過原位電化學在上面沉積聚PSS作為黏附材料構建了一種水凝膠器件。該水凝膠隱形眼鏡裝置具有良好的透氣性、潤濕性、光學透明性和機械魯棒性。實驗使用兔子作為模型，發現當兔子戴上這些水凝膠隱形眼鏡設備連續12小時后，它也不會對動物的角膜造成磨損或刺激，證明其具有很好的生物安全性。實驗也對家兔進行了全場視網膜電圖(ERG)檢查，證明了該裝置所具有的功能效果。這一工作為開發水凝膠電子平臺一實現對生物組織的健康監測和治療提供了新的方法。
Shiyuan Wei, Kai Wang, Xiaojie Duan. et al. Gas-Permeable, Irritation-Free, Transparent Hydrogel Contact Lens Devices with MetalCoated Nanofiber Mesh for Eye Interfacing. ACS Nano. 2019
DOI: 10.1021/acsnano.9b02305
