1.    Science报道亚纳米级壁厚的铂纳米笼的可控制备 

　　对于传统催化剂的制备，人们一般是通过减小催化剂颗粒的尺寸来提高贵金属原子的使用效率。因为尺寸越小，催化剂颗粒的比表面积就越大。然而在反应过程中，小尺寸的催化剂颗粒往往容易发生团聚或者从载体表面上脱落下来。佐治亚理工学院的夏幼南研究团队近期成功地解决了这个难题。 

　　作为一个例子，他们制备了表面结构可控的铂纳米笼。当纳米笼的壁只有几个原子层厚时，即使颗粒的尺寸增加也不会影响原子的使用效率。 

　　他们首先在钯纳米晶表面均匀沉积几个原子层厚的铂原子壳，然后把钯刻蚀掉，得到只有3-4个原子层壁厚的铂纳米笼。密度泛函理论计算结果表明，在铂原子沉积的过程中，一小部分钯原子会扩散进铂原子层内；在刻蚀过程中，最外层的钯原子首先被刻蚀掉，形成表面空穴，然后里面几层的钯原子扩散到这些空穴上继续被刻蚀掉，从而形成了一些具有几个原子宽的通道，进而使得内部的钯原子不断被刻蚀掉，最终形成铂纳米笼。他们分别以钯纳米立方体和八面体为模板，成功制备了具有{100}和{111}裸露晶面的铂纳米笼。当用于氧气还原反应，八面体铂纳米笼表现出更优越的电催化活性和稳定性。这一研究成果7月24日发表在《科学》杂志上（Science, DOI: 10.1126/science.aab 0801），同期的“Perspective”栏目对此研究进行了评述（Catalysts by Platonic design）。 

　　（来源：http://www.x-mol.com/news/792） 

　　2.    电子显微镜观察到溶液中部分纳米晶体的3D结构（3D structure of individual nanocrystals in solution by electron microscopy） 

　　Science, DOI: 10.1126/science.aab1343 

　　电子显微镜是一种非常有用的工具，它可以在近乎原子级的分辨率上拍摄粒子的图像。Jungwon Park 等人通过电子显微镜和液体样品腔研究了自由漂浮的铂纳米颗粒。借助分析软件，他们在近原子层面重建了铂纳米颗粒的三维结构。这种方法还可以用来研究粒子的混合状态，以及在溶液中的形成过程。 

　　3.    无金属催化的杂环化合物C-H活化和硼化反应 

　　7月31日，加拿大拉瓦尔大学的Frédéric-Georges Fontaine课题组在《科学》上刊文（Science, DOI: 10.1126/science.aab3591），报道了他们在无金属催化的C-H键活化领域的突破性进展。他们采用一种全新的Lewis酸碱对（Frustrated Lewis Pairs, FLPs）催化剂，可以实现呋喃、吡咯、富电子噻唑等芳香体系的C-H键活化/硼基化。作者表示，反应的选择性与使用金属催化剂的反应选择性差别不大。 

　　同期的“Perspective”栏目对此研究进行了评述（A leap ahead for activating C-H bonds）。 

　　（摘自http://www.x-mol.com/news/805） 

　　4.    Science：金属氢化物催化氢胺化反应生成手性胺 

　　手性胺在许多药物和农用化学品中都必不可少，因此在空间上精确控制碳氮键的形成就显得非常重要。目前，手性胺的合成主要通过末端不饱和键的加成实现的，而由未活化的内烯烃直接反应生成手性胺则是一个不小的挑战。 

　　最近，由麻省理工学院的Stephen L. Buchwald领导的研究团队在手性氢化铜膦催化体系的作用下，以简单易得的内烯烃为底物，通过加成反应生成C-N键，成功与羟胺酯反应生成了手性胺。特别的是，这种催化剂有利于生成对映纯产物。这一研究成果发表于7月3日的《科学》杂志上（Science, 2015, DOI: 10.1126/science.aab3753）。 

　　该工作中的亮点在于：发生反应的烯烃双键位于分子的中间，而不是通常的末端。 

　　过去化学家们使用的金属氢化物催化剂与内烯烃的亲和性很低，形成的中间产物与类似仲胺的氮亲核体反应很慢。Buchwald所用的催化剂为手性的氢化铜与芳香二齿膦配体形成的催化体系，反应条件温和，能够有效地将未活化的内烯烃转化成高对映选择性的α支链胺（≥96% ee）。这种强有力的方法可以制备高度官能团化的对映选择性的胺，在药物研究及其它领域都有广泛的用途。 

　　相关阅读：美国化学会《化学化工周刊》报道 

　　（来源：http://www.x-mol.com/news/675） 

　　5.    用于生产生物塑料的择形分子筛催化剂（Shape-selective zeolite catalysis for bioplastics production） 

　　Science, DOI: 10.1126/science.aaa7169 

　　分子筛催化剂可以将生物原料合成为廉价塑料制品的前驱体。合成可持续的塑料制品必须要与成本更低廉的石油化学品合成路线相竞争。Michiel Dusselier等人开发了一种分子筛催化剂，它能将生物质生成的乳酸转化成乳酸交酯。乳酸交酯是一种可生物降解塑料的前驱体，但是合成起来非常困难。这个反应的选择性接近80%，主要依靠分子筛孔洞中活性位点的空间限制来完成。这步反应极大地简化了当前高成本的合成路线，并且整个过程几乎没有任何浪费。 

　　6.    瞬态激光加热诱导嵌段共聚物自组装形成层状多孔结构（Transient laser heating induced hierarchical porous structures from block copolymer-directed self-assembly） 

　　Science, DOI: 10.1126/science.aab0492 

　　多孔材料在薄膜、过滤、储能和催化方面有很多应用。他们的性能常常决定于孔结构的尺寸和连接性。康奈尔大学的Ulrich Wiesner团队利用简单的激光处理手段，在硅衬底上以酚醛树脂共混嵌段共聚物为材料，制备了多孔薄膜。经过紫外线照射，衬底快速升温诱发酚醛树脂聚合，同时嵌段共聚物分解。这种方法使得在局部尺寸上，具有可调节孔洞尺寸和分布的薄膜直接成型成为可能。（更多阅读：http://www.x-mol.com/news/735） 

　　7.    金原子诱导的硅介孔材料三维刻蚀（Atomic gold-enabled three-dimensional lithography for silicon mesostructures） 

　　Science, DOI: 10.1126/science.1257278 

　　半导体材料的平板印刷技术可以在同一平面一次制备出复杂的图案。整个过程包含掩膜、印刷和刻蚀等步骤。Zhiqiang Luo等人通过类似方法将硅纳米线制备成复杂的三维形状。他们利用金原子作为催化剂来在气相中生长硅纳米线。改变生长过程的压力可以改变金原子在纳米线表面的扩散速率。一旦开始刻蚀，不均匀的金覆盖膜便充当光刻掩膜。通过这种方法，作者可以制备出具有复杂结构的硅骨针结构纳米材料。 

　　8.    受植物启发 美研发出太阳能电池新技术 

　　原标题：新型光伏材料体系兼具发电与储能功能 

　　美国加州大学洛杉矶分校教授Sarah H. Tolbert率领的团队设计出一种新材料体系，可利用太阳光发电并存储能量长达数周。 

　　研究人员从植物光合作用的过程中受到启发，研发出一种新型水系胶束，由作为电荷施主的共轭电解质多聚物和作为电荷受主的纳米级富勒烯组成，且在尺寸更小的界面将两者结合。其中，多聚物施主能吸收太阳光并将电子传输至富勒烯受主，因此产生电能。 

　　研究人员还发现通过合理设计聚合物—富勒烯组装形式，该体系可以将材料中的电荷分离开并保持该状态，其中光诱导生成的极化子（稳定的分离电荷对）可具有长达数天或数周的寿命，从而大大地提高了能量保持率。 

　　相关研究成果发表在6月19日的《科学》杂志上（Science, 2015, DOI: 10.1126/science.aaa6850）。 

　　（来源：中国科学报） 

　　9.    石墨烯传感器可让小分子“现形” 

　　尽管科学家因为石墨烯无与伦比的属性而对其青睐有加，但迄今为止，其实际应用仍然乏善可陈。不过，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）生物纳米系统实验室和西班牙光子科学研究所的科学家们在7月10日的《科学》杂志上宣称（Science, 2015, DOI: 10.1126/science.aab2051），他们利用石墨烯独特的光学和电子学属性，研制出了一种具有超高灵敏度的分子传感器，可以探测蛋白质或药物小分子的详细信息。 

　　在实验中，研究人员对石墨烯施加不同的电压，让其“调谐”到不同的频率，从而能“阅读”其表面上的分子的所有振动情况，而使用目前的传感器无法做到这一点。研究人员海蒂斯·奥特格（Hatice Altug）说：“我们让蛋白质附着在石墨烯上，并用这一方法，得到了分子全方位的信息。” 

　　（摘自 科技日报） 

　　10.    外延生长法制备的单层的具有原子级界面特性的WSe₂-MoS₂平面p-n结（Epitaxial growth of a monolayer WSe₂-MoS₂ lateral p-n junction with an atomically sharp interface） 

　　Science, DOI: 10.1126/science.aab4097 

　　石墨烯这类二维材料在制备微型晶体管方面备受关注，因为它们本身是纳米级的大小，同时可以负载高的电流。不过，由于石墨烯没有带隙，意味着它很难被“关掉”。过渡金属二硫化物（TMDCs），如二硫化钼，具有一定的带隙。基于这类材料的晶体管具有较高的开关电流比。但是用不同的TMDC往往很难制备成良好的p-n结。Ming-Yang Li 等人成功的用硫化钼和硒化钨两种材料成功的制备出p-n结。这种p-n结并非以层层堆积的形式制备，而是在硒化钨的边缘生长出硫化钼层，这样制备出的p-n结具有原子级的明显的分界面。 

　　11.    粒子在人工、生物、地质环境中的附着结晶（Crystallization by particle attachment in synthetic, biogenic, and geologic environments） 

　　Science, DOI:10.1126/science.aaa6760 

　　晶体生长有多种方式，包括多种粒子和多离子复合物的组装结晶。De Yoreo等人就非经典的结晶行为撰写了相关综述。这些非经典结晶过程得到越来越多的实验数据和数学模拟技术的支持，过程的热力学基础也建立起来。开发这类晶体生长和成核路径的预测模型有利于扩大材料的合成方法。而这些方法也会提高人类对如生物矿化等自然过程的认识。 

　　12.   等离子诱导的界面电荷转移态促进高效热电子转移（Efficient hot-electron transfer by a plasmon-induced interfacial charge-transfer transition） 

　　Science, DOI:10.1126/science.aac5443 

　　微小的金属纳米粒子在光照射时，可以通过生成表面等离子体而产生电子。不过，这一过程的效率常常很低，主要是由于存在电子-电子散射作用。美国埃默里大学的Tim Lian研究团队发现在强耦合的半导体受体材料中，可以直接在等离子体中激发出电子。在CdSe纳米棒两侧修饰金纳米颗粒，这种纳米结构在界面处发生强烈的电子转移，量子效率超过24%。（更多阅读：http://www.x-mol.com/news/847） 

　　13.    剑桥大学实验发现神秘材料：同时既是导体和绝缘体 

　　近日，来自英国剑桥大学的Suchitra Sebastian团队在实验室中发现了具有神奇电气特性的材料SmB6，并验证了其确实是拓扑绝缘体（近藤绝缘体），在一定条件下（低温）该材料表面表现出金属性质的导电特质，在材料内部却表现出了绝缘体特征。即这种材料同时既为导体和绝缘体，这项研究拓展了材料导电特性的新种类，挑战了人们对于传统金属和绝缘材料的理解。相关研究成果发表在7月17日的《科学》杂志上（Science, 2015, DOI: 10.1126/science.aaa7974）。 

　　但是SmB6材料也不是在任何情况下都具有绝缘体和金属的特性。在正常的室温条件下，SmB6材料是一种优良的导体，而在50K的低温下，该材料则变成了内部电子间行为非常复杂且相互作用特殊的拓扑绝缘体。（更多阅读：科学之家报道） 

　　背景知识：所谓拓扑绝缘体，我们也可以称之为近藤绝缘体，是近年来物理学的重要前沿科学之一。从理论上来说，拓扑绝缘体是在结构上是一种典型的绝缘体，但在表面上却存在着能够电子态密度，所以具有一定的金属性。拓扑绝缘体这一特殊的电子结构，是由其能带结构的特殊拓扑性质所决定的。 

　　（摘自：cnbeta网站） 

　　14.   超弹性导线性能奇异 

　　经过一年多的研究，美国德州大学达拉斯分校、天津理工大学等学校通力合作，成功将普通的橡胶复合碳纳米管材料制成一种特殊的超弹性导线。这种新型弹性导线最大拉伸可达14倍，在电阻保持不变的情况下，其电导率随拉伸可增加200倍，电容量的能量储存能力可增加10倍。超弹性导线可用作大形变电子电路、大形变的机器人和外骨骼、变体飞行器、大形变应变传感器、心脏起搏器导线和充电设备的大形变导线等。7月24日，国际学术期刊《科学》杂志发表了这一研究成果（Science, 2015, DOI: 10.1126/science.aaa7952）。（更多阅读：http://www.x-mol.com/news/780） 

　　（摘自 科技日报） 

　　其中没注明来源的2、5-7、10-12条摘编自 新材料在线。