作為國際最頂級的學術雜志，Science和Nature備受推崇。在Science和Nature上發表文章也在較大程度上代表了一個團隊甚至國家的科研實力。當然，并不是說在Science和Nature發表的內容就一定是對的，也并不是說發表在其他期刊的成果就一定水平更次。一則平均水平更高，一則物以稀為貴罷了！
近年來，中國科學家在這兩大雜志發文數量不斷增加，在某種程度上映射出中國科研實力的不斷提升和更加國際化。有鑒于此，納米人總結了2018年以來，以中國科研機構為第一單位發表在Science和Nature兩大雜志的材料化學領域及部分物理學重要成果27項，供大家交流探討。
特別說明：
1. 以online時間排序
2. 以第一單位為準
3. 以材料化學為主，因學識有限，難免疏漏或錯誤，敬請留言指正
PS：點擊紅色標題可閱讀更多內容解讀。
1. Science：世界首個有序大孔-微孔MOF單晶問世！
第一單位：華南理工大學
第一作者：沈葵
通訊作者：李映偉、陳邦林
華南理工大學李映偉教授和美國德州大學圣安東尼奧校區陳邦林團隊等人合作，基于雙溶劑工藝和PS納米球模板法制備了世界第一個有序大孔-微孔MOF單晶材料，開辟了三維有序大孔材料研究的新領域！這類大孔MOFs單晶材料將有可能在涉及大尺寸化合物的許多領域，如大分子化學物質的吸附/分離和催化轉化（例如吸附廢水中的大分子污染物，催化生物煉制等）、生物大分子（例如大分子藥物，活性蛋白，疫苗，基因等）的裝載與控釋遞送等方面獲得廣泛的應用。
參考文獻：Kui Shen, Yingwei Li, Banglin Chenet al. Ordered macro-microporous metal-organic framework single crystals.Science 2018, 359, 206-210.
第一單位：香港城市大學
第一作者：AmitBanerjee, Daniel Bernoulli, 張洪題
通訊作者：陸洋、張文軍、道明、Subra Suresh
香港城市大學陸洋、張文軍與美國麻省理工學院的道明、新加坡南洋理工大學的Subra Suresh團隊合作，報道了一種具有超大彈性變形能力的單晶納米鉆石，強度達到接近其理論極限的89-98 GPa，彈性形變達到9%！納米尺度下金剛石超彈性行為的發現，將進一步拓展納米金剛石在生物學領域的應用，包括藥物傳輸、生物探測和生物影響等；也能夠光在電器件領域、量子信息技術領域發揮作用;金剛石納米結構的超彈性也為其在柔性電子器件的應用提供了可能性。
參考文獻：Amit Banerjee, Daniel Bernoulli,Hongti Zhang, Ming Dao, Wenjun Zhang, Yang Lu, Subra Suresh et al. Ultralargeelastic deformation of nanoscale diamond. Science 2018, 360, 300-302.
第一單位：浙江大學
第一作者：譚喆
通訊作者：張林
浙江大學張林教授課題組結合理論和實驗，報道了一種具有納米圖靈結構的聚酰胺納濾膜，這種聚酰胺薄膜由于其獨特的氣泡和管狀結構，以及更多的凸起，更多的空隙和更多的島狀結構，從而具有更好的凈水脫鹽性能，不論是水的透過性還是水-鹽分離性能，都超過了傳統薄納濾。
參考文獻：Zhe Tan, Lin Zhang et al. Polyamide membranes with nanoscale Turing structures for water purification. Science 2018, 360, 518-521.
第一單位：中科院金屬研究所
第一作者：周鑫
通訊作者：盧柯、李秀艷
中科院沈陽金屬研究所盧柯院士和李秀艷研究員團隊發現了一個突破常規思維的現象：當金屬表面納米晶晶粒尺寸小于臨界尺寸時，晶粒越小，納米晶熱穩定性越高。這種反常的熱力學穩定性來源于塑性變形中部分位錯的活化使納米晶粒之間形成低角度晶界，導致納米晶晶界自動從高能態演變到低能態，從而增強熱穩定性。該發現揭示了金屬表面納米晶晶界的熱穩定性機理，為增強納米金屬的熱穩定性，并使之適用于實際高溫應用起到了重大推動作用！
參考文獻：X.Zhou, X. Y. Li, K. Lu. Enhancedthermal stability of nanograined metals below acritical grain size. Enhanced thermal stability of nanograined metals below acritical grain size. Science2018, 360, 526-530.
第一單位：北京大學
第一作者：彭金波、曹端云、何智力
通訊作者：江穎、徐莉梅、高毅勤、王恩哥
北京大學江穎課題組、徐莉梅課題組、高毅勤課題組與王恩哥課題組合作，首次得到了水合鈉離子的原子級分辨圖像，并發現了一種水合離子輸運的幻數效應。通過精確控制水分子一個一個地結合到單個Na+上的分子操縱，團隊系統研究揭示了具有特定數目水合數的水合離子的擴散速率，取決于水合離子和表面晶格之間的對稱匹配度。
參考文獻：Jinbo Peng, Li-Mei Xu, Yi QinGao,En-Ge Wang, Ying Jiang et al. The effect of hydration number on the interfacial transport of sodium ions. Nature 2018.
第一單位：北京大學
第一作者：羅德映、楊文強、王植平
通訊作者：朱瑞、HenryJ. Snaith、Wei Zhang
北京大學朱瑞、英國牛津大學Henry J. Snaith、英國薩里大學Wei Zhang團隊合作，首次采用“胍鹽輔助二次生長”技術調控鈣鈦礦半導體特性，突破了開放回路電壓低所導致的反式結構鈣鈦礦太陽能電池器件效率較低的問題。通過鈣鈦礦薄膜的二次生長，從而使鈣鈦礦薄膜頂層表面區域帶寬更寬，薄膜更傾向于n型，最終實現反式平面鈣鈦礦太陽能電池開放回路電壓的大幅提高（1.21 V），效率最高可達到21%。
參考文獻：Deying Luo, Wenqiang Yang, ZhipingWang,Wei Zhang, Henry J. Snaith, Rui Zhu et al. Enhanced photovoltage for invertedplanar heterojunction perovskite solar cells. Science 2018, 360,1442-1446.
第一單位：蘭州大學
第一作者：馬天瓊
通訊作者：王為、孫俊良、Omar M. Yaghi
蘭州大學王為教授、北京大學孫俊良教授以及加州大學伯克利分校Omar M. Yaghi教授合作，發明了一種利用強亞胺鍵控制合成大尺寸單晶COFs的普適性策略，為大尺寸單晶COF的合成開辟了新的道路。同時，首次實現了在原子尺度的COF單晶結構精確解析，高品質的晶體使得單晶XRD衍射數據可以達到0.083 nm的分辨率。
參考文獻：Tianqiong Ma, Eugene A. Kapustin,Wei Wang, Junliang Sun, Omar M. Yaghi et al. Single-crystalx-ray diffraction structures of covalent organic frameworks. Science 2018, 361,48-52.
第一單位：東南大學
第一作者：葉恒云、湯淵源、李鵬飛
通訊作者：熊仁根、游雨蒙
東南大學熊仁根、游雨蒙團隊首次開發出一類不含金屬的全有機鈣鈦礦鐵電材料，具有和BaTiO3相當的鐵電性能。這類全有機鈣鈦礦具有更好的力學柔韌性、質量更輕、環境更友好，將在柔性器件、軟體機器人、生物醫藥等領域發揮更大的作用，結合其柔性的特質，4-5年內可穿戴式空調制冷裝置都有可能變成現實。
參考文獻：Heng-Yun Ye, Yuan-Yuan Tang,Peng-Fei Li, Yu-Meng You, Ren-Gen Xiong et al. Metal-free three-dimensional perovskite ferroelectrics. Science 2018, 361, 151-155.
9. Science：發現大氣污染新粒子成因！
第一單位：復旦大學
第一作者：姚磊、OlgaGarmash
通訊作者：王琳
復旦大學王琳課題組首次發現并證實了我國典型城市上海大氣中的硫酸-二甲胺-水三元成核現象，揭示了上海大氣污染納米微細粒子形成，也就是所謂大氣新粒子形成的化學機制：一個氣體硫酸分子和一個二甲胺分子隨機碰撞，通過氫鍵形成穩定的分子簇，分子簇通過與其他硫酸分子、二甲胺分子或其他硫酸-二甲胺團簇的碰撞繼續生長；一定尺寸以后，其他物種（例如極低揮發性有機化合物）開始加入這個過程，并最終形成大氣新粒子。這為我國大氣顆粒物污染防治政策的制定提供了新的科學證據。
參考文獻：
Lei Yao, Olga Garmash, Lin Wang et al. Atmospheric new particle formation from sulfuric acid and amines in a Chinese megacity. Science2018, 361, 278-281.
10. Nature：高力學強度的DNA-SiO2復合納米折紙！
第一單位：中科院上海應用物理研究所
第一作者：劉小果、張菲、靖薪薪
通訊作者：樊春海、顏顥
中科院上海應用物理研究所樊春海和美國亞利桑那州立大學顏顥團隊合作，利用St?ber法解決了DNA折紙難以沉積其他材料的難題。利用St?ber法，構建了高力學強度的DNA-SiO2復合納米折紙，實現了各種DNA折紙結構的1-3D組裝，為DNA納米技術的研究開辟了新道路，為仿生SiO2納米結構的研究指明了方向。
參考文獻：XiaoguoLiu, Fei Zhang, Xinxin Jing,Hao Yan, Chunhai Fan et al. Complex silicacomposite nanomaterials templated with DNA origami. Nature 2018.
第一單位：上海科技大學
第一作者：胡安華、郭婧婧
通訊作者：左智偉
上海科技大學左智偉團隊報道了一種室溫可見光催化甲烷、乙烷以及高級烷烴的高選擇性C-H氨化、烷基化和芳基化。發現四價鈰和醇形成的復合物能被藍光波長區域的光照射激發，通過配體到金屬電子轉移（LMCT）過程促進配位鍵均裂，在溫和的反應條件下產生高活性的烷氧自由基物種，烷氧自由基又可以作為氫原子轉移催化劑。采用鈰鹽作為光催化劑，獲得了優異的催化效率和選擇性，并將這種氣液混合相反應拓展到連續流，從而確保在大規模應用中氣體的有效利用。這項研究為甲烷等能源分子的綠色、低廉、高效光催化活化與利用提供了新的借鑒！
參考文獻：Anhua Hu, Jing-Jing Guo, Hui Pan,Zhiwei Zuo. Selective functionalization of methane, ethane, and higher alkanes by cerium photocatalysis. Science 2018.
第一單位：北京科技大學
第一作者：Linxing Zhang
通訊作者：邢獻然、陳駿
北京科技大學邢獻然和陳駿團隊發展了一種切實可行的相間應力構建策略，在超四方薄膜的中實現了巨大的極化性能。這種相間應力策略為有效增強材料的功能性提供了全新的思路，并為材料設計提供了新的指導：
1） 相間應力不僅能夠提供各向同性的拉伸應變，還能提供各向同性的壓縮應變。
2）應力級別可以通過調控材料組成實現。
3）薄膜中應力的生成可以和所選擇的基底材料無關。
參考文獻：Linxing Zhang1, Jun Chen, Xianran Xingetal. Giant polarization in super-tetragonal thin films through interphasestrain. Science 2018, 361, 494-497
第一單位：南開大學
第一作者：孟令賢
通訊作者：陳永勝、萬相見、丁黎明
南開大學陳永勝、萬相見團隊和國家納米科學中心丁黎明團隊聯合打造了一種溶液制程的兩端疊層有機光伏電池，以17.29%的認證效率刷新了有機太陽能電池的記錄！在經過166天連續測試后，性能損失僅為4%。這項研究為有機光伏技術大規模商業應用帶來了新的動力和信心。
參考文獻：LingxianMeng, Xiangjian Wan, Liming Ding, Yongsheng Chen et al. Organic andsolution-processed tandem solar cells with 17.3% efficiency. Science 2018.
第一單位：中科院物理所
第一作者：王東飛、孔令元、范朋
通訊作者：高鴻鈞、丁洪
中科院物理所/北京凝聚態物理國家實驗室高鴻鈞和丁洪團隊在鐵基超導中發現馬約拉納邊界態證據。此次探測到的馬約拉納束縛態峰位不隨空間位置變化，實驗峰寬接近于系統的能量分辨率。實驗觀測到的馬約拉納束縛態不與平庸的低能激發態混合，首次清晰地觀測到了純的馬約拉納束縛態。其較高的零能峰觀測溫度，暗示未來可以調控實現液氦溫度的馬約拉納束縛態，這項研究為在高溫下實現和操縱馬約拉納邊界態提供了廣闊的平臺。
參考文獻：DongfeiWang, Lingyuan Kong, PengFan, Hong Ding, Hong-Jun Gao et al. Evidence forMajorana bound states in aniron-based superconductor. Science 2018.
第一單位：復旦大學
第一作者：吳萱、趙莉莉
通訊作者：周鳴飛、GernotFrenking
復旦大學周鳴飛課題組和南京工業大學Gernot Frenking課題組發現，18電子規則也適用于過渡金屬之外的堿土金屬。通過實驗和譜學數據，在低溫Ne環境中驚奇地發現并證明了8配位穩定的堿土金屬羰基復合物M(CO)8，(M=Ca, Sr或Ba)，打破了傳統認知。該發現表明堿土金屬元素或具有與一般認知相比更為豐富的化學性質，而主族元素與過渡金屬元素之間的界限，亦較元素周期表的簡晰劃分更為曖昧。
參考文獻：Xuan Wu, Lili Zhao, MingfeiZhou,Gernot Frenking et al. Observation of alkaline earth complexes M(CO)8 (M =Ca,Sr, or Ba) that mimic transition metals. Science 2018, 361, 912-916.
16. Science：實現Ugi四組分反應立體化學的有效控制！
第一單位：南方科技大學
第一作者：張健、余沛源
通訊作者：譚斌、K.N.Houk
南方科技大學化學系教授譚斌團隊利用手性磷酸（一種手性催化劑）實現了對映選擇性的Ugi四組分反應，攻克了有機化學半世紀世界難題。對映體過量指標達到90%以上，方法體系也具有較大的適用范圍。催化不對稱Ugi四組分反應的實現，有望進一步促進化學以及相關學科的發展，例如不對稱多組分反應的研究，大位阻手性磷酸在有機合成中的應用，基于亞胺的催化不對稱反應的研究，藥物發現，手性材料的開發，以及生命科學的研究等。
參考文獻：
http://science.sciencemag.org/content/361/6407/eaas8707
第一單位：華僑大學
第一作者：林克斌
通訊作者：魏展畫，熊啟華，Edward H. Sargent
華僑大學魏展畫教授、新加坡南洋理工大學熊啟華教授和加拿大多倫多大學Edward H. Sargent教授的科研團隊合作，通過一步法制備組分分布可控的準核殼結構鈣鈦礦薄膜，在電子傳輸層（ETL）和鈣鈦礦發光層（EML）中插入PMMA阻擋層，改善了電荷注入平衡，實現了鈣鈦礦LED外量子效率（EQE）超過20%，工作壽命（T50）超過100h，創造了新的世界紀錄！
參考文獻：Kebin Lin, Edward H. Sargent, QihuaXiong,Zhanhua Wei et al. Perovskite light-emitting diodes with externalquantumefficiency exceeding 20 per cent. Nature 2018, 562, 245–248.
第一單位：南京工業大學
第一作者：YuCao, Nana Wang, He Tian, Jingshu Guo
通訊作者：黃維、王建浦
南京工業大學黃維院士（目前單位西北工業大學）和王建浦團隊基于有機層中自發形成的亞微米結構晶態鈣鈦礦，獲得優異的電荷遷移率和高效的電荷注入性能，電流密度和輻射率得到快速提升。最終，在電流密度為18 mA cm-2條件下，實現了外部量子效率高達20.7%的鈣鈦礦LED器件，實現了鈣鈦礦LED里程碑式突破！
參考文獻：Yu Cao, Nana Wang, He Tian, JingshuGuo, Jianpu Wang, Wei Huang et al. Perovskite light-emitting diodes based on spontaneously formed submicrometre-scale structures. Nature 2018, 562, 249–253.
第一單位：蘇州大學
第一作者：馬瑋良
通訊作者：鮑橋梁
蘇州大學鮑橋梁團隊（現已從蘇州大學離職）與西班牙奧維耶多大學Pablo Alonso-González、西班牙巴斯克科學基金會RainerHillenbrand團隊合作，在天然范德華晶體α-MoO3中發現并操縱了面內各向異性的紅外極化現象。發現天然范德華晶體MoO3具有面內雙曲性，利用面內雙曲性實現光的限域，為光學器件的微型化提供了全新的思路。這項研究再一次證明，自然界比我們想象的要更加強大，納米光學的未來不僅僅是人工高性能材料，天然材料或許將發揮更多作用！
參考文獻：Weiliang Ma, Pablo Alonso-González,ShaojuanLi, Rainer Hillenbrand, Qiaoliang Bao et al.In-plane anisotropicandultra-low-loss polaritons in a natural van der Waals crystal. Nature 2018.
第一單位：太原理工大學
第一作者：李立博、林銳標
通訊作者：李晉平,Wei Zhou, 陳邦林
太原理工大學李晉平和美國德州大學圣安東尼奧校區陳邦林、美國國家標準與技術研究所Wei Zhou等團隊合作，發現含有鐵-超氧位點的MOF對乙烷的吸附能力比乙烯更強，并實現了在室溫和正常壓力下的高效分離。這項研究打破了常規MOF材料大多對量大的乙烯具有更強的親和力的定勢，為乙烷/乙烯高選擇性分離提供了全新的思路，進一步推動了MOF在高效、低能耗的工業分離中的實際應用。
參考文獻：Libo Li, Rui-Biao Lin, Jinping Li,Wei Zhou,Banglin Chen et al. Ethane/ethylene separation in a metal-organic frameworkwith iron-peroxo sites. Science 2018, 362, 443-446.
第一單位：中科院金屬所
第一作者：ZhaoCheng, Haofei Zhou
通訊作者：盧磊、高華健
中科院金屬所盧磊課題組和布朗大學高華健課題組合作，通過電化學方法引入梯度納米孿晶，在金屬銅中成功構建了結構梯度，實現了強度和硬度的同時增強。而且，體相梯度材料的力學性能超過組成它的每一個單獨的微結構。這種獨特的力學行為來源于幾何必要性位錯產生的獨特圖案，這些超高密度的位錯抑制了滑動行為，產生塑性變形，導致額外強化和加工硬化。這項研究展示了梯度納米孿晶結構在不同尺度上的重要性，為下一代高性能金屬的研究帶來了新的思路。
參考文獻：Zhao Cheng, Haofei Zhou, QiuhongLu,Huajian Gao and Lei Lu. Extra strengthening and work hardening ingradientnanotwinned metals. Science 2018, 362, eaau1925.
第一單位：華中科技大學
第一作者：羅家俊，李順然、劉婧、王曉明
通訊作者：唐江、鄢炎發
華中科技大學唐江課題組和美國托萊多大學課題組合作，通過Na摻雜，發展了一種穩定發白光的無鉛合金化雙鈣鈦礦Cs2(Ag0.60Na0.40)InCl6。合金化雙鈣鈦礦量子效率86±5%，穩定工作1000 h以上，光致發光效率比單純的Cs2AgInCl6高3個數量級。這種優異的發光性能來源于處于激發態的AgCl6八面體的Jahn–Teller扭曲。
參考文獻：Jiajun Luo, Xiaoming Wang, ShunranLi, JingLiu, Yanfa Yan, Jiang Tang et al.Efficient and stable emission ofwarm-whitelight from lead-free halide double perovskites. Nature 2018.
第一單位：北京科技大學
第一作者：ZhifengLei, Xiongjun Liu, Yuan Wu
通訊作者：呂昭平
北京科技大學呂昭平教授團隊以等原子比TiZrHfNb高熵合金為模型合金，添加適量的氧，發現間隙原子在合金中存在另外一種尚未被人們所發現的新的存在狀態——有序間隙原子復合體（ordered interstitial complexes），這是一種介于常規隨機間隙原子和陶瓷相之間的新的間隙原子存在狀態，這一有序間隙原子復合體結構能夠顯著提高合金的強度和塑性，打破了長期以來強度與延展性不能兼得的魔咒。這項研究為金屬材料的增強提供了全新的策略和更深入的機理探索。
參考文獻：Zhifeng Lei, Xiongjun Liu, Yuan Wu,ZhaopingLu et al. Enhanced strength and ductility in a high-entropy alloy via order edoxygen complexes. Nature 2018.
第一單位：吉林大學
第一作者：艾心、董圣之、Emrys W. Evan
通訊作者：李峰、RichardH. Friend
吉林大學李峰團隊與劍橋大學Richard H. Friend教授研究團隊合作，發展了一種高效雙線態自由基發光二極管。以TTM-3NCz、TTM-3PCz摻雜薄膜為發光層制備的OLED最大EQE分別達到27%和17%，其中27%的EQE已接近100%IQE的理論極限值，是目前為止已報道的深紅光/近紅外光發光二極管（LED）中的最高值。這項研究成果展現了發光自由基在有機光電領域的應用前景，為OLED的研究開辟了新的方向。
參考文獻：Xin Ai, Emrys W. Evans, ShengzhiDong, RichardH. Friend, Feng Li et al. Efficient radical-based light-emittingdiodes withdoublet emission. Nature 2018, 563, 536–540.
第一單位：香港城市大學
第一作者：楊濤
通訊作者：劉錦川
香港城市大學劉錦川團隊以塑性無序多組分基體FCC型Fe-Co-Ni和塑性有序的多組分間金屬納米顆粒Al-Ti進行納米復合，設計了一種高塑性的多元間金屬納米顆粒，實現了強度與塑性的平衡。基于這一原理，研究團隊設計了一系列超級合金，包括(FeCoNi)86-Al7Ti7 (Al7Ti7)和(FeCoNi)86-Al8Ti6 (Al8Ti6)。這項研究為兼具高強度和高塑性的高熵合金的設計和發展帶來了新思路。
參考文獻：T. Yang, C. T. Liu et al.Multicomponentintermetallic nanoparticles and superb mechanical behaviors ofcomplex alloys.Science 2018, 362, 933-937.
26. Science：首次觀測到化學反應中的“幾何相位”效應
第一單位：中國科學技術大學、中科院大連化學物理研究所
第一作者：DaofuYuan, Yafu Guan
通訊作者：王興安、孫志剛、張東輝、楊學明
中國科學技術大學王興安教授和中科院大連化物所孫志剛研究員、張東輝院士、楊學明院士等合作，利用自主發展的具有國際上最高分辨率的交叉分子束離子成像裝置，結合高精度量子分子反應動力學理論分析，首次直接觀測到化學反應中的“幾何相位”效應，對于研究廣泛存在錐型交叉的量子體系具有重要意義。通過這項研究，科學家們還在實驗上發現和證實了這一重要反應體系在高能反應時一個全新的反應機理，這對于從根本上理解這一重要體系的高能反應動力學具有重要意義。
參考文獻：Daofu Yuan, Yafu Guan, Xingan Wang,Zhigang Sun, Dong H. Zhang, Xueming Yang et al.Observation of the geometricphase effect in the H+HD→H2+D reaction. Science 2018, 362, 1289-1293.
第一單位：復旦大學
第一作者：張成、張億、袁翔
通訊作者：修發賢
復旦大學修發賢團隊在砷化鎘納米片中發現三維量子霍爾效應并首次揭示了電子運動機制。他們利用楔形樣品實現可控的厚度變化，通過測量量子霍爾平臺出現的磁場，并用公式推算出量子霍爾臺階。實驗發現，電子在其中的運動軌道能量直接受到樣品厚度的影響。這說明，隨著樣品厚度的變化，電子的運動時間也在變。所以，電子在做與樣品厚度相關的縱向運動，其隧穿行為被證明了。這項研究直接推動量子霍爾效應從二維體系進入三維領域進程。
參考文獻：Cheng Zhang, Yi Zhang, Xiang Yuanet al. Quantum Hall effect based on Weyl orbitsin Cd3As2. Nature 2018.
