《自然》杂志论文精选
更新日期：2015-09-181. 纳米晶体超晶格中的取代掺杂（Substitutional doping in nanocrystal superlattices）
Nature, 524, 450–453 (26 August 2015), DOI: 10.1038/nature14872
8月26日的《自然》杂志封面所示为掺杂一个半导体超晶格而又不会破坏有序阵列的金纳米晶体图像。掺杂是一种有意将杂原子添加到主体材料以改变其性质的过程。掺杂可以改变主体材料的多种性质，包括电场、磁场、发光、催化等，因此带来更广阔的应用范围。宾夕法尼亚大学的Matteo Cargnello等人探索并扩展了掺杂的概念。他们利用一种纳米晶体取代另一种纳米晶体，制备掺杂的自组装超晶格。具体来说，他们用金纳米晶体作为掺杂剂，掺杂到硒化镉(CdSe)或硒化铅(PbSe)纳米晶体中。他们发现，超晶格的电学特性显著受到金纳米掺杂颗粒的影响。例如，硒化铅薄膜的电导率会呈现出六次方数量级的变化。这样生成的材料的导电性由受掺杂剂的密度和分布控制的金属渗透通道来调控。
Nature同期评述：Materials science: Superlattice substitution, Nature, 524, 418–419 (26 August 2015), DOI: 10.1038/524418a。
（综合 新材料在线、中国科学报 报道）
2. 光催化可启动镍催化的C-O交叉偶联反应
Nature, 524, 330-334 (12 August 2015), DOI: 10.1038/nature14875
过渡金属催化偶联反应是合成碳-碳键和碳-杂原子化学键最重要的一类化学反应。最近，一些碳-碳偶联反应开始用到镍催化剂，主要包括 Negishi，Suzuki–Miyaura，Stille，KumadaHiyama 偶联反应。不过，尽管很多研究都集中在C-C键的合成上，用镍催化合成C-O键的反应却鲜有成功。普林斯顿大学David W. C. MacMillan课题组发现，在光激发的条件下，镍催化剂容易形成易参与还原消除反应的Ni(III)价态。利用光氧化还原与镍催化之间的这种协同效应，镍催化剂可以在光照的条件下，高效催化乙醇和芳基溴代物发生C-O键的偶联反应。（更多阅读：http://www.x-mol.com/news/868）
Nature同期评述：Organic chemistry: Light opens pathways for nickel catalysis, Nature, 524, 297-298 (12 August 2015), DOI: 10.1038/nature15200。
3. 《Nature》：源于自然的有机合成灵感，醇类首次成为烷基化试剂
有机合成尤其是药物分子的后期合成过程中，在目标分子的特定位置加上烷基是非常有用的一步，而如果提供烷基的试剂是廉价而又大量存在的醇类，那就更理想了。最近，美国普林斯顿大学化学系教授David MacMillan的团队在《自然》发表文章（Alcohols as alkylating agents in heteroarene C–H functionalization, Nature, 2015, DOI: 10.1038/nature14885），介绍了他们开发出的一种双功能催化剂体系，可以直接把醇类化合物上的烷基安装到杂芳烃化合物上。这种新的反应体系首次使用简单而丰富的醇类作为烷基化试剂，条件温和且应用广泛，可完美地替代现有方法。
（摘自 http://www.x-mol.com/news/925）
4. Nature：多金属催化的交叉偶联反应，让有机金属试剂“退休”
过渡金属催化形成新的碳碳键在有机化学领域占据了重要的一席之地，能够有效合成多种配体、材料和生物活性分子。对于很多反应来说，如果单一金属催化无法实现高选择性和高收率，那么可以试试两种不同催化剂的协同效应——多金属催化，可能会有意料之外的结果。
美国罗切斯特大学的Daniel J. Weix团队利用两种金属催化剂的协同作用——镍催化剂(bpy)NiBr2和钯催化剂(dppp)PdCl2，实现了交叉Ullmann反应（两种不同的芳基亲电体交叉耦合）。《自然》杂志于8月17日刊发了该研究成果（Nature, 2015, DOI: 10.1038/nature14676）。
这种方法将芳基溴化物与芳基三氟甲磺酸酯直接连接在一起，避免了使用芳基金属试剂，并且可以避免自交叉偶联副产物的生成，有利于直接芳基化。两个催化剂的正交反应性和两个芳基金属中间体的相对稳定性，使得该反应不需要任何过量的底物就可以实现高选择性。其中，钯催化剂优先与芳基三氟甲磺酸酯反应，得到稳定的中间体；而镍催化剂优先与芳基溴化物反应，形成不稳定的活性中间体。虽然每个催化剂单独使用只能产生低于5％的交叉偶联产物，但如果二者“合作”，产率将高达94%。
这一结果提供了一种合成联芳基、杂芳基和二烯的新方法，同时也揭示了两个金属催化剂之间配体选择性转移的机理。
（摘自 http://www.x-mol.com/news/910）
5. 用铜靶提升原子激光器性能
Nature, 524, 446–449 (26 August 2015), DOI: 10.1038/nature14894
利用短波长激光产生相干X射线是X射线科学中一个长期未能实现的目标。以前，已经研发出了一台用于软X射线的、基于氖原子、由一个X射线自由电子激光器泵输的原子激光器。Hitoki Yoneda等人利用一个固体铜靶在硬X射线范畴内实现了一台原子激光器。该铜靶被SACLA离子化，以实现强放大的自发发射。这样获得的原子激光器能产生比泵输X射线自由电子激光脉冲更好的一个X射线束。其波长要比以前报道的几乎短十倍，将为超快X射线光谱和量子光学创造很多机会。
Nature同期评述：Photonics: A stable narrow-band X-ray laser, Nature 524, 424–425 (26 August 2015), DOI: 10.1038/524424a。
（摘自中国科学报）
6. 敏感试剂的剂量投放促成无手套箱合成反应（Dosage delivery of sensitive reagents enables glove-box-free synthesis）
Nature, 524, 208–211 (12 August 2015), DOI: 10.1038/nature14654
有机化学家常使用各种类型的催化剂来合成目标分子（如材料、药物等）。不过，一旦反应物中包括对水或氧气敏感的底物和催化剂，从而不得不在手套箱中进行，那么这类反应的应用将大大减少。此外，很多化学合成实验室都有许多容器来储存那些因暴露于空气中而变质的化学药品，这从环保和经济角度来讲都非常的浪费。麻省理工学院的Stephen L. Buchwald研究团队报道了一种“石蜡胶囊”的方法，来稳定储存水氧敏感的化学试剂。他们分别在三个不同的反应体系中使用了这种方法，均获得不错的效果。这种方法能免去反应准备过程中冗长繁琐的称量过程，并适用于各种反应类型。（更多阅读：http://www.x-mol.com/news/874）
Nature同期评述：Organic chemistry: A cure for catalyst poisoning, Marcus E. Farmer & Phil S. Baran, Nature, 524, 164–165 (12 August 2015), DOI: 10.1038/524164a。
7. 石墨烯剪纸艺术（Graphene kirigami）
Nature, 2015, DOI: 10.1038/nature14588
数百年来，折纸和剪纸艺人将纸片制作成精美复杂的三维图形。这两种技术均具有可伸展的特性，科学家和工程师们将这种特性用于二维材料中，制备了各种各样的宏观或微观结构。近日，Blees等人向我们展示，二维的石墨烯材料也可以利用类似裁剪的方式加工。石墨烯材料可以像纸片一样被剪切和拉伸，作者称可以利用石墨烯这种特性将其制备成各种超材料，如可拉伸电极、弹簧等。这一结果表明，石墨烯裁剪作为一种有效并可控的方法，可以将石墨烯单原子层制成可拉伸材料。
8. 马普创全新超导体温度纪录
据近期《自然》杂志论文（Nature, 2015, DOI:10.1038/nature14964），德国马普学会创下了新的超导温度纪录：203K或-70℃。他们所使用的材料，并不是出现在元素周期表上的金属。而是先将硫化氢气体冷却成液体，灌入能产生超高压力的金刚石压砧。接着在50万倍大气压下，材料变成了半导体；在95万倍大气压下，它变成了金属；降温到-70℃后其转变为超导体。
研究人员认为，硫化氢在高压及较高温度下呈现超导性主要与氢原子有关，并由此推测，携带氢原子较多的物质，其超导临界温度可能较高。目前，他们已针对纯氢开展实验，但要创造压强巨大的环境非常困难。
研究人员表示，针对硫化氢的超导实验不仅创下超导临界温度的最高纪录，还首次验证了超导临界温度较高的传统超导体的存在。他们期待通过进一步研究，找到在常温下也能电阻为零的超导体。
（综合 科技日报、新华网 报道。更多阅读：http://www.x-mol.com/news/899）
其中没注明来源的2、6-7 条摘自 新材料在线。