1. 布朗大學陳鷗Science：柔性多邊形拼接規則制備單組分準晶納米晶超晶格
計算機模擬早已預測出單組分膠體基元能組裝成準晶超晶格，但從實驗上驗證這一預測十分具有挑戰性。布朗大學陳鷗等人發現，具有各向異性表面功能的去頂四面體量子點能自發形成十重準晶超晶格。作者通過透射電子顯微學、電子斷層成像技術實現了準晶超晶格的結構重構，包括納米尺度的堆積、原子尺度的定向排列。獨特的準晶有序性衍生出一種拼接概念，即“柔性多邊形拼接規則”，其很好的再現了實驗觀測。作者指出，單組分準晶超晶格的形成關鍵在于各向異性形狀，基元的表面功能性以及組裝微環境。這項發現可能促進以焓驅動路線、各向異性基元為基礎的各類超結構的創造。
Nagaoka Y, Zhu H, Eggert D, et al. Single-component quasicrystalline nanocrystal superlattices through flexible polygon tilingrule[J]. Science, 2018.
DOI: 10.1126/science.aav0790
http://science.sciencemag.org/content/362/6421/1396
2. 麻省理工Nature：時間反演對稱下觀測到雙層WTe2中的非線性霍爾效應
電流的霍爾效應是指，在外加磁場的作用下，兩端的電場會使導體/半導體產生橫向電壓。對霍爾效應的研究導致了一些突破性的進展，例如貝利曲率和拓撲不變量（Chern數）的發現。磁體具有內部磁化，這意味著電流的霍爾效應可在外加磁場缺失的情況下產生；這種“反?！被魻栃獙τ谘芯苛孔哟朋w非常重要。由于時間反演對稱的約束，電流的霍爾效應在無外磁作用下的非磁性材料中極少得到研究。然而，只有在線性響應機制下——當霍爾電壓與外加電場成線性關系時，霍爾效應才由于時間反演對稱的存在而恒等于零；在非線性響應機制下，霍爾效應不受這種對稱性的約束。
麻省理工學院NuhGedik、Pablo Jarillo-Herrero等人在雙層非磁性量子材料WTe2的電輸運中觀測到了時間反演對稱下的非線性霍爾效應。無外磁場的情況下，對雙層WTe2施加電流將產生非線性霍爾電壓。這種非線性霍爾效應與金屬中觀測到的反?；魻栃谛再|上明顯不同：非線性霍爾效應對應著二次曲線型的電流-電壓特征關系，而非線性；此外，與反常霍爾效應相比，非線性霍爾效應的徑向電壓響應明顯大于軸向電壓響應，使得非線性霍爾角（總電壓響應與外加電場所成角度）大小接近90度。作者進一步證明，非線性霍爾效應能對貝利曲率的偶極矩（源自雙層WTe2中的層極化狄拉克費米子）進行直接測量。這些研究結果證實了一種新型霍爾效應的存在，并為測量非磁性量子材料中的貝利曲率提供了一條路徑。
MaQ, Xu S-Y, Shen H, et al. Observation of the nonlinear Hall effect undertime-reversal-symmetric conditions[J]. Nature, 2018.
DOI:10.1038/s41586-018-0807-6
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0807-6#article-info
3. 埃默里大學Nature：通過位點&立體選擇性的C-H官能化實現環己烷去對稱化
雖然C-H鍵長期以來被認為呈現化學惰性，但使這類鍵發生轉化的新方法層出不窮。然而，高選擇性地實現這類轉換仍然具有挑戰，特別是在C-H未活化或未毗鄰定位基的情況下。催化控制的位點選擇性——即底物的固有反應活性可通過選擇合適的催化劑進行抑制，是一個引人關注的概念，而且研究人員已經報道了大量有關催化控制C-H官能化的研究，特別是亞甲基中C-H鍵的官能化。然而，雖然已有幾種新方法被報道用于環烷烴中C-H的官能化，其選擇性十分有限。
埃默里大學Huw M. L. Davies等人發現，通過受主/施主卡賓插入反應，未活化的環己烷衍生物可在高位點&立體選擇性的基礎上實現去對稱化，這一發現將催化控制C-H官能化這一領域提升到一個新的高度。該研究證明，催化控制的位點選擇性具有調控各個C-H鍵反應活性的潛能，將可能促成精細化學品生產的新方法。
Fu J, Ren Z, Bacsa J, et al. Desymmetrization of cyclohexanes bysite- and stereoselective C–H functionalization[J].Nature, 2018.
DOI: 10.1038/s41586-018-0799-2
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0799-2
4. 加州理工Nature：鐵催化sp3 C-H官能化實現C-C鍵的酶促組裝
雖然在有機分子中廣泛存在，C-H鍵通常被認為不具反應活性、不為化學處理所利用。然而，在強調sp3 C選擇性烷基化的重要性和挑戰這一背景下，C-H官能化技術的最新進展正逐漸改變這一觀點。加州理工學院Frances H.Arnold等人報道了鐵基催化劑用于催化卡賓C-H插入反應，從而實現了具有對映、區域以及化學選擇性的sp3 C-H鍵的分子間烷基化。這些催化劑由細胞色素P450酶衍生，是完全細菌基因編碼的產物，因此可通過定向進化技術調節其活性和選擇性。
這些蛋白質能夠活化鐵這一最豐富的過渡金屬以至能實現以上化學效應的事實為貴金屬催化劑提供了一個有力的競爭者，而后者一直以來主導著C-H官能化這一領域。這些實驗室制備的酶能在高產率、高選擇性的基礎上將具有芐基、烯丙基或者α-氨基類C-H鍵的各種底物官能化。此外，這些酶促進了幾種天然產物的精確制備路線的發展。這些酶的天然Fe-血紅素輔因子可用來調節sp3 C-H烷基化，這一現象說明各種各樣的血紅素蛋白是這種非生物轉化過程中潛在的催化劑，并將促進新型酶促C-H官能化反應的發展，以應用于化學與合生生物領域。
ZhangR K, Chen K, Huang X, et al. Enzymatic assembly of carbon–carbon bonds via iron-catalysed sp3 C–H functionalization[J]. Nature, 2018.
DOI:10.1038/s41586-018-0808-5
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0808-5#article-info
5. Nat. Commun.：植入自動力的迷走神經刺激裝置用于控制體重
刺激體內迷走神經在調節食物攝入量和治療肥胖癥方面具有重要的應用前景。Yao等人展示了一個可植入的迷走神經刺激系統，它無需電池并可以對胃的運動產生自發的反應。該迷走神經刺激系統由附著在胃表面的柔性生物納米發生器組成，它可以產生兩相電脈沖來響應胃的蠕動。該裝置產生的電信號可以刺激迷走神經傳入纖維來實現減少進食和控制體重的目的。這一策略在大鼠模型上得到了成功的驗證。在100天內，大鼠的平均體重被控制在350克左右，比空白對照組低了38%。這項工作通過一個智能化自動力的系統將神經刺激與器官功能聯系起來，并實現了高度有效的體重控制。
Yao G,Kang L, et al. Effective weight control via an implanted self-powered vagusnerve stimulation device[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-07764-z
https://doi.org/10.1038/s41467-018-07764-z
6. 王春生Sci.Adv.：氟化固態電解質界面實現高穩定性固態鋰金屬電池
固態電解質憑借其能抑制鋰枝晶生長的高機械強度和離子遷移數以及對于高壓材料的耐受性而備受關注。然而，相比傳統的液態電解質來說，在固態電解質中臨界電流密度更小且鋰枝晶更容易蔓延，這嚴重限制了固態電解質的實際應用。在本文中，來自馬里蘭大學的王春生教授課題組通過金屬鋰與固態電解質原位生成一層富含LiF的固態電解質界面層而實現了對鋰枝晶的有效抑制。這種富含LiF的SEI膜能夠高效地抑制鋰枝晶向固態電解質中的滲透，其固有的低電子電導率和高電化學穩定性能夠有效阻止金屬鋰與固態電解質的進一步反應。
Fan X, Ji X,et al. Fluorinated solid electrolyte interphase enables highly reversible solid-state Li metal battery[J]. Science Advances, 2018.
DOI:10.1126/sciadv.aau9245
http://advances.sciencemag.org/content/4/12/eaau9245?rss=1
