1.Nat. Mater.:雙晶格光子晶體諧振器構建高亮度半導體激光器
半導體激光器雖然得到長足發展,仍然面臨亮度不夠以及光束發散大等問題。日本京都大學Susumu Noda團隊報道了一種雙晶格光子晶體諧振器,實現了高亮度小發散角的半導體激光器。其中,500 μm 直徑的圓形脈沖激發條件下,輸出功率可達到10 W,發散角<0.3°,亮度達到300 MW cm-2 sr-1,連續波條件下輸出功率為7 W。這一結果表明,半導體激光器有可能實現10 GW cm-2 sr-1的亮度,媲美現有最佳商業化氣體或纖維激光器。
Yoshida M, Noda S, et al. Double-latticephotonic-crystal resonators enabling high-brightness semiconductor lasers withsymmetric narrow-divergence beams[J]. Nature Materials, 2018.
DOI: 10.1038/s41563-018-0242-y
https://www.nature.com/articles/s41563-018-0242-y
2.麻省理工Nat. Nano.:石墨烯中發現巨大的本征光響應行為!
美國劍橋大學Pablo Jarillo-Herrero團隊和加州大學河濱分校Nathaniel M. Gabor團隊合作,在原初石墨烯中發現巨大的本征光響應行為,這種光電流出現于石墨烯邊界處,和之前在石墨烯中觀察到的光電流完全不同。研究人員認為,這種獨特現象來源于電荷中性石墨烯中獨特的電子-電子散射動力學。
Ma Q, Gabor N M, Jarillo-Herrero P, et al.Giant intrinsic photoresponse in pristine graphene[J]. Nature Nanotechnology,2018.
DOI: 10.1038/s41565-018-0323-8
https://www.nature.com/articles/s41565-018-0323-8
3.麻省理工Nat. Rev. Mater.:可以吃的電子器件用于疾病診療!
胃腸系統為人類提供了絕佳的生理和病理信號檢測平臺。MIT的Giovanni Traverso團隊綜述了人體可攝取的疾病診療電子器件的原理、發展現狀以及未來挑戰。文章重點關注基于材料科學和大數據發展的新型傳感策略,以及各種治療性干預手段,并對該技術在安全、通訊、供能、組織相互作用等方面面臨的諸多挑戰進行了深入的探討。
Steiger C, Traverso G, et al. Ingestibleelectronics for diagnostics and therapy[J]. Nature Reviews Materials, 2018.
DOI: 10.1038/s41578-018-0070-3
https://www.nature.com/articles/s41578-018-0070-3
4.段鑲鋒Nat. Rev. Mater.:多級次三維電極用于電化學儲能!
在>10 g cm-2的質量負載的情況下仍然具有優異的電化學性能,是新型電極材料邁向商業化的關鍵一步。加州大學洛杉磯分校段鑲鋒團隊綜述了近年來,較厚的3D電極在突破電荷傳遞局限方面的關鍵進展。重點關注電化學系統中的電荷傳遞行為以及具有連續導電網絡(用于電子傳遞)以及相互貫通的多級次孔道結構(用于離子傳遞)的3D結構的設計。
Sun H, Duan X, et al. Hierarchical 3Delectrodes for electrochemical energy storage[J]. Nature Reviews Materials,2018.
DOI: 10.1038/s41578-018-0069-9
https://www.nature.com/articles/s41578-018-0069-9
5.Nat. Catal.綜述:電催化二維材料的構效關系!
二維材料獨特的各向異性和電子結構賦予其獨特的電催化性能。捷克科技大學Martin Pumera團隊綜述了過渡金屬二硫屬化物、MXenes、黑磷等等多種不同二維材料,從維度和表面結構兩方面剖析了各種二維材料在結構上的不同及其在電催化和電化學性能上的獨特性。
Chia X & PumeraM. Characteristics and performance of two-dimensional materials for electrocatalysis[J]. Nature Catalysis, 2018.
DOI: 10.1038/s41929-018-0181-7
https://www.nature.com/articles/s41929-018-0181-7
6.Nat. Catal.綜述:原位表征技術深入理解CO2還原過程!
CO2還原是能源環境領域研究的重點議題。新加坡Zhi Wei She團隊總結概述了CO2還原研究中常用的光學的、X-射線的、電子有關的原位表征技術,并對近年來機理研究進行了匯總和評論。文章重點闡述了CO2RR的機理,以及原位紅外技術、原位拉曼技術、原位X-射線技術以及原位TEM技術等。
Handoko A D, Seh Z W, et al. Understanding heterogeneous electrocatalytic carbon dioxide reduction through operando techniques[J]. Nature Catalysis, 2018.
DOI: 10.1038/s41929-018-0182-6
https://www.nature.com/articles/s41929-018-0182-6
7.李玉良團隊Nat. Commun.:石墨炔助力電催化全解水!
開發高效且工業實用的電催化材料依然存在諸多挑戰。中科院化學所李玉良團隊及其合作者在泡沫鎳上生長了一種三明治結構的石墨炔-LDH復合納米片雙功能電催化劑,同時具有優異的OER和HER性能。研究表明,石墨炔的引入增加了催化活性位點,并抑制了腐蝕行為,從而導致OER和HER以及全解水性能的大幅提升。
Hui L, Xue Y, Jia D, et al. Overall watersplitting by graphdiyne-exfoliated and -sandwiched layered double-hydroxide nanosheet arrays[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-07790-x
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07790-x
8.Nat. Commun.:治療性糞便微生物群通過免疫細胞分泌IL10來控制腸道炎癥
腸道微生物群的改變與胃腸道疾病有關。而移植糞便微生物群(FMT)則是一種很有前途的治療方法,但是人們對其具體的作用機制還不清楚。Burrello等人闡明了在實驗性結腸炎期間給予FMT治療對腸粘膜先天和適應性免疫反應的功能影響。實驗結果表明, FMT治療會減少結腸炎癥,并且在啟動恢復腸道內穩態的同時會激活不同的免疫介導的通路,最終導致免疫細胞分泌IL10,并減少樹突細胞、單核細胞和巨噬細胞將細菌抗原呈遞給結腸T細胞的能力。這些結果充分證明了FMT治療具有控制實驗性結腸炎的能力,是一種有效的治療選擇。
Burrello C, Garavaglia F,et al. Therapeutic faecal microbiota transplantation controls intestinal inflammation through IL10 secretion by immune cells[J]. Nature Communications,2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-07359-8
https://doi.org/10.1038/s41467-018-07359-8