1. Nature：二維結(jié)構(gòu)金屬的鐵電轉(zhuǎn)換
鐵電體是具有極性結(jié)構(gòu)的材料，其極性可以通過施加電場而轉(zhuǎn)換。在金屬中，巡游電子可以屏蔽離子之間的靜電力和外部電場，顯然排除了金屬鐵電轉(zhuǎn)換的可能性。然而在理論上，足夠薄的極性金屬可以被電場充分地穿透以使其極性轉(zhuǎn)換。Fei, Z.等人采用拓撲學半金屬WTe2證實了這個理論。該研究發(fā)現(xiàn)兩三層的WTe2展示出自發(fā)的面外電極化，并可以使用柵電極進行鐵電轉(zhuǎn)換。
Fei Z, Zhao W, Palomaki T A, et al. Ferroelectric switching of a two-dimensional metal[J]. Nature, 2018.
DOI: 10.1038/s41586-018-0336-3
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0336-3
2. Nature：通過機器學習控制有機合成機器人來搜索新反應
化學反應的發(fā)現(xiàn)本質(zhì)上是不可預測和耗時的過程，而采用計算機輔助反應設(shè)計仍處于初期階段。中組部千人計劃Leroy Cronin 等人提出了一種有機合成機器人，它可以比手動執(zhí)行化學反應和分析更快，并且在進行少量實驗后預測可能的試劑組合的反應性，從而有效地指導化學反應可行性。
Granda J M, Donina L, Dragone V, et al. Controlling an organic synthesis robot with machine learning to search for new reactivity[J]. Nature, 2018.
DOI: 10.1038/s41586-018-0307-8
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0307-8
3. Nat. Energy：Cu2ZnSnS4薄膜電池效率突破10%
硫化物黃銅礦Cu2ZnSnS4是一種極具吸引力的低成本，環(huán)境友好且穩(wěn)定的光伏材料，但其光電轉(zhuǎn)換效率多年來一直停滯在9％左右。Yan, C.等人采用熱處理的方法減少異質(zhì)結(jié)的非輻射復合，最終獲得11%的認證效率。1.11 cm2面積的效率也超過了10%。
Yan C, Huang J, Sun K, et al. Cu2ZnSnS4 solar cells with over 10% power conversion efficiency enabled by heterojunction heat treatment[J]. Nature Energy, 2018.
DOI: 10.1038/s41560-018-0206-0
https://doi.org/10.1038/s41560-018-0206-0
4. Nat. Commun.：褶皺2D黑P熱電產(chǎn)氫
超薄2D層狀材料由于其結(jié)構(gòu)造成的反轉(zhuǎn)對稱性具有產(chǎn)生壓電或熱電的潛能。H. You等人發(fā)現(xiàn)褶皺狀的超薄2D黑磷在15 ℃和60 ℃溫度轉(zhuǎn)換過程中可以催化生成氫氣。在24個升降溫循環(huán)過程中可以生成540 μmol/g H2。此外，其熱電轉(zhuǎn)換也可以用于催化羅丹明B染料降解。
You H, Jia Y, Wu Z, et al. Room-temperature pyro-catalytic hydrogen generation of 2D few-layer black phosphorene under cold-hot alternation[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-05343-w
https://www.nature.com/articles/s41467-018-05343-w
5. Nat. Commun.：氫光刻制備室溫溫度原子精度儲存器
在超低溫下構(gòu)筑的原子精度儲存器件的置于室溫后往往就會變得無序。R. Achal等人在STM上發(fā)展了氫光刻法 hydrogen lithography (HL)，可以實現(xiàn)原子精度的記憶單元構(gòu)建，且升溫至室溫后依然不會發(fā)生結(jié)構(gòu)錯誤，如下圖展示的8 bits字母和192 bits詞曲。其存儲密度可達1.1 PB/in2。
Achal R, Rashidi M, Croshaw J, et al. Lithography for robust and editable atomic-scale silicon devices and memories[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-05171-y
https://www.nature.com/articles/s41467-018-05171-y
6. JACS：2nd殼層氫鍵輔助FeN4催化ORR
類似于Fe卟啉環(huán)化合物在催化ORR反應中，其催化選擇性和反應速率受控于形成的Fe-過氧化氫中間體中的O-O鍵斷裂過程。S. Bhunia等人設(shè)計了一系列具有FeN4核心結(jié)構(gòu)但是不同外圍配體的化合物，他們發(fā)現(xiàn)在外圍配體與催化中間體之間氫鍵作用的輔助下，其反應速率高于>107 M-1·s-1，且4e-/4H+的選擇性高于95%。
Bhunia S, Rana A, Roy P, et al. Rational Design of Mononuclear Iron-porphyrins for Facile and Selective 4e-/4H+ O2 Reduction: Activation of O-O Bond by 2nd Sphere Hydrogen Bonding[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b02983
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b02983
7. JACS：Type-II Multiferroic Hf2VC2F2 MXene
J. J. Zhang等人發(fā)現(xiàn)單層的Hf2VC2F2 MXene是一種II性Multiferroic材料，其鐵電性源自于其磁性。表面非共線性的呈120°的Y-形自旋有序結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了垂直于原本在表面螺旋排布的磁自旋，這種自旋方向可以在高于室溫下實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。
Zhang J J, Lin L, Zhang Y, et al. Type-II multiferroic Hf2VC2F2 MXene monolayer with high transition temperature[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b06475
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b06475
8. JACS：蘭青素調(diào)控DNA自組裝
D. Bousmail等人發(fā)現(xiàn)在DNA修飾HE聚合物之后的兩親性分子末端修飾蘭青素Cy3之后，可以使得原本傾向于組裝成球形的自組裝體轉(zhuǎn)變成棒型。由于Cy3隨聚集程度不同會發(fā)生光譜變化，因此可以檢測控制其生長過程。這種可控生長的棒型自組裝體還可以作為模板沉積Au納米顆粒等間接控制Au NP組裝。
Bousmail D, Chidchob P, Sleiman H F. Cyanine-mediated DNA nanofiber growth with controlled dimensionality[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b04157
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b04157
