1.     卤化铅钙钛矿分子组成的铁电半导体（A lead-halide perovskite molecular ferroelectric semiconductor） 

　　Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms8338 

　　无机半导体铁电材料（如BiFeO₃）在光伏和其他应用方面表现出巨大的潜力。当前，有机铅酸盐和锡酸盐的半导体特性及其在光电器件中的应用是学术界的研究热点，因此越来越多的材料被合成出来。从结构上讲，这些杂化材料也可能具有铁电性质。因此，在这些杂化材料的基础上设计铁电分子有望获得新型或高效的半导体铁电材料。东南大学的熊仁根团队研究了卤化铅钙钛矿分子，并发现这个分子是具有半导体性质的铁电材料。它有很强的自发极化，带隙为3.65 eV。这一发现为开发新型半导体铁磁材料提供了新思路。 

        2.     具有大幅提高的活性和寿命的钯-铂核壳型二十面体催化剂（Palladium–platinum core-shell icosahedra with substantially enhanced activityand durability towards oxygen reduction） 

　　Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms8594 

　　在钯纳米晶体外围沉积一层极薄的铂原子有望大幅提高催化剂的催化性能，同时减少用量。美国佐治亚理工学院的夏幼南、Manos Mavrikakis 联合研究团队报道了基于钯二十面体的晶体体系。由于孪晶界的水平限制作用，导致铂覆盖层在压力下形成锯齿结构。对于核壳型纳米晶体（2.7层铂覆盖），它的催化活性比商用催化剂高出7-8倍。DFT 计算表明，催化性能的提高主要是由于羟基键在铂表面变弱。经过10000个循环的测试，核壳型纳米晶体的质量活性仍比商用催化剂高4倍。 

　　图来源：佐治亚理工学院 

　　相关阅读：物理学家组织网报道 

　　3.     《自然·通讯》：笼状化合物的新合成方法 

　　“主客体化学”的化学分支吸引了很多化学家的兴趣。研究人员通常将环形或笼形的分子叫做“主体”，它们能够结合“客体”分子，例如金属离子或其它小分子。多年来，数量庞大的各种结构的主体化合物被合成出来并进行了大量研究，不过其中一些化合物的合成过程非常繁杂困难。 

　　最近，德国弗里德里希-亚历山大大学以Maxvon Delius为首的一个研究小组，在《自然·通讯》期刊（DOI: 10.1038/ncomms8129）上展示了怎样利用动态共价化学从简单的市售化合物出发，只通过一步反应来自组装笼状分子。在这个反应中，原乙酸三甲酯在酸催化剂和钠离子存在的条件下与二甘醇反应，能够生成一种单金属配合物（称为穴状化合物）。在这种复合物中，两个原乙酸作为两个“盖子”被三个二乙二醇链联系在一起，形成了一个有机笼子，钠离子就被“关”在里面。在这个反应中，关键是分子筛滤过原酸酯交换生成的甲醇，从而对驱动这个动态反应系统以形成穴状化合物产物至关重要。 

　　在不存在钠离子的情况下，反应的主要产品是从三甲基原乙酸和二甘醇之间1:1反应所得的简单八元环状原酸酯。在其它的条件下，如在锂离子或钾离子存在时，会生成类似冠醚的复合物，但没有形成穴状化合物。所有这些系统在酸性条件下都是动态的，然而，加入适当的钠盐后，就会导致钠穴状化合物的形成。虽然钠离子强烈结合于穴状化合物之中，但它们并不是完全被困在那里。核磁共振实验表明，钠离子可以进出这个分子的“笼子”，尽管其速度相对比较缓慢。 

　　这些特性开辟了广泛的可能应用，包括系统化学以及分子传感和药物输送。 

　　（来源：http://www.x-mol.com/news/674） 

　　4.     基于杂多酸盐的超薄无机分子纳米线（Ultrathin inorganic molecular nanowire based on polyoxometalates） 

　　Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms8731 

　　开发金属氧化物分子线对基础科学和实际应用都有重要价值。不过，这方面成功的例子还很少。日本北海道大学的Zhenxin Zhang 等人通过分解晶体的方法制备了全无机过渡金属氧化物分子线。分子纳米线的宽度为 1.2 nm ，可以生长成微米级的晶体。他们用单晶X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等多种手段对分子线进行了分析。通过离子交换和超声处理，晶体可以再分解成单独的分子线。作为酸催化剂，这种分子线表现出很高的活性，此外，分子线的带隙可以通过热处理手段来调控。 

　　5.     铅碘钙钛矿发光场效应晶体管（Lead iodide perovskite light - emitting field - effect transistor） 

　　Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms8383 

　　尽管溶液加工的杂化有机-无机钙钛矿材料在光伏和发光领域广泛应用，但是由于成膜条件差异较大使得对其本征电荷传输的控制比较困难。新加坡南洋理工大学的Xin Yu Chin等人最近发现，通过降低工作温度，CH₃NH₃PbI₃基场效应晶体管中的离子传输屏蔽效应可以被有效降低。在低于200K的温度条件下，场效应载流子迁移率增长了近两个数量级。此外，在平衡双极性载流子注入的情况下，在晶体管沟道中还观测到了电致发光现象。 

　　6.     使用钙钛矿太阳能电池将CO₂转化为CO（Efficient photosynthesis of carbon monoxide from CO₂ using perovskite photovoltaics） 

　　Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms8326 

　　模仿自然界的方式的人工光合作用受到科学界的广泛关注。大部分的工作都集中在利用太阳能制氢气，目前制氢效率可以达到12.3%。为使这一过程更接近真实的光合作用（以CO₂为原料），瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL）的Michael Grätzel团队利用太阳能直接将CO₂还原成CO。应用多级钙钛矿太阳能电池和高效催化电极，他们实现了太阳光-CO转化效率超过6.5%，打破了之前的记录。考虑到有氢气生成，总体的效率可以超过7%。此外，这个研究首次证明钙钛矿太阳能电池在这方面的应用潜力，尤其是钙钛矿电池很高的开路电压很适合用于这个体系。 

　　7.     CH₃NH₃PbI₃(Cl)基钙钛矿太阳能电池中氯元素的作用（The optoelectronic role of chlorine in CH₃NH₃PbI₃(Cl) - basedperovskite solar cells） 

　　Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms8269 

　　钙钛矿太阳能电池具有低成本、易加工、高效率等诸多优点。CH₃NH₃PbI₃钙钛矿电池的光电性能可以通过引入一些其他的离子来进行调节。其中，氯元素的引入可以提升钙钛矿薄膜的质量，有利于提高电池性能。不过，这些外加离子是怎样起作用的，特别是对薄膜形貌的影响，还需要进一步研究。加州大学洛杉矶分校杨阳等人报道了一种有效的方法来研究外加离子对光电性能的影响，这种方法基本排除了形貌变化带来的影响。他们发现，氯离子的引入主要提升了异质结界面间的电荷传输，而非钙钛矿晶体内的传输。他们制备的钙钛矿太阳能电池的最高效率可以达到17.91%。 

　　8.     低于100℃下制备含有的Zn₂SnO₄高效柔性钙钛矿太阳能电池（High-performance flexible perovskite solar cells exploiting Zn₂SnO₄ prepared insolution below 100 ℃） 

　　Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms8410 

　　在塑料基体上制备有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池可以提高电池的便携性、适应性，并便于大规模生产，因而扩大了电池的实际应用范围。Seong Sik Shin等报道了一种在低温下制备高分散Zn₂SnO₄（ZSO）纳米颗粒的方法，这种纳米颗粒可以用来开发高效柔性的太阳能电池器件。ZSO纳米颗粒可以在整个可见光范围内有效的提升柔性基体PEN/ITO的透过率（从75%提升到90%）。基于ZSO和CH₃NH₃PbI₃电池的效率达到14.85%。这一结果证明ZSO是一种有潜力的用于制备高效柔性太阳能电池的电子传输材料。 

　　9.         单分子自旋电子调控研究取得新进展 

　　最近，南京大学化学化工学院沈珍教授课题组与日本东北大学Tadahiro Komeda教授合作，在单分子自旋电子调控研究领域取得新进展，其研究成果“Modulation of the molecular spintronic properties of adsorbed copper corroles”于6月26日发表于《自然•通讯》（Nat. Commun., 2015, DOI: 10.1038/ncomms8547）。 

　　分子自旋电子学是一个新兴的研究领域，传统的自旋电子学研究主要集中于过渡金属和无机半导体，而有机分子的优势是其电子和磁性能比较容易通过特殊的外界条件控制加以改变，从而实现对自旋的有效调控。近藤效应是由顺磁性分子的未成对自旋电子和金属基底的导带电子的交换偶合作用而产生的。利用扫描隧道显微镜测试分子的近藤效应可以有效的对分子的自旋进行表征和调控。沈珍课题组设计合成了一种抗磁性质的二环[2.2.2]-辛二烯取代铜咔咯分子，有趣的是该分子在真空加热升华至金的表面时，通过逆Diels-Alder反应失去乙烯分子，直接定量转变为具有顺磁性的苯并铜咔咯。通过扫描隧道谱首次观测到了基于苯并咔咯配体上未成对自旋的近藤响应。结合分子的晶体结构和理论计算，发现扩展大环配体的π共轭体系，可以调控中心金属的d轨道和大环配体的π轨道的相互作用，使配合物的基态由单重态变为三重态，实现分子自旋的“关”→“开”。而且其中位取代的苯环基团的旋转可以改变自旋的分布，在自旋电子调控方面有着广泛的应用前景。 

　　   咔咯铜配合物的扫描隧道成像和近藤响应研究 ，图来源：南京大学

　　　（来源：南京大学化学化工学院） 

　　10.     阴阳电极用同种催化剂  新型水分离器可200小时不间断制氢 

　　美国斯坦福大学研究人员日前发明了一种低成本水分离器，阴阳电极均采用同种催化剂氧化镍铁NiFeO_x，可一周七天每天24小时用水生产氢气和氧气，为交通和工业领域提供清洁、可再生的氢能源。该研究成果刊登在近日出版的《自然·通讯》杂志上（Nat. Commun., 2015, DOI: 10.1038/ncomms8261）。 

　　这项研究的通讯作者、斯坦福大学副教授崔屹说：“这种使用单一催化剂的低压分离器，可连续工作200多小时分解水产生氢和氧，这是一个创世界纪录的性能。” 

　　传统的水裂解装置主要由两个电极浸没于水性电解质。目前低压电流应用于电极催化水分子分离，一个电极释放氢气，另一个电极释放氧气。每个电极用不同的催化剂，通常是铂和铱这两种稀有且昂贵的金属。 

　　2014年，斯坦福大学化学家戴宏杰团队开发出一种由一节普通的1.5伏电池运行，由镍和铁制成的分解水的廉价分离器。新研究将此技术进一步推进。研究人员表示，新型水分离器的独特性在于，两个电极使用同一种催化剂即氧化镍—铁。这种双功能催化剂可以连续分解水超过一周，只需1.5伏稳定电压，在室温下将水分离效率推高到82%。 

　　据物理学家组织网6月23日报道，研究人员使用锂离子电池技术找到了这个能同时驱动两极的低成本催化剂。为了找到适合两个电极的催化材料，他们借用在电池研究中被称为由锂技术引导的电化学调整，以化学方式将金属氧化物催化剂变成小颗粒，使得催化剂具有了更好的导电性和稳定性。 

　　在常规水分离器里，氢和氧的催化剂往往需要不同pH值的电解质，为了分解水，需要分开两个电解质，这样会增加装置的成本。而现在使用同种催化剂的水分离器可用统一的pH值电解液高效运行。催化剂NiFeO_x既便宜又易生产，还比贵金属催化剂更稳定。（华凌） 

        （来源：科技日报，2015-7-3，第2版） 

        其中没注明来源的1、2、4-8条摘编自 新材料在线。