1.多材料三維打印心臟微生理設(shè)備
　?。↖nstrumentedcardiac microphysiological devices via multimaterial three-dimensional printing） 　　生物醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)依賴于動(dòng)物研究和常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng)幾十年了。最近，微生理系統(tǒng)（MPS），也被稱為芯片器官，在體外重現(xiàn)了天然組織的結(jié)構(gòu)和功能，成為一種有前景的替代品。但是，當(dāng)前的MPS通常缺少集成傳感器，且制造過程需要多步光刻工藝。Johan U. Lind 等人介紹了一種簡(jiǎn)單的方法，即通過多材料三維（3D）打印制造一類新的儀器化心臟微生理設(shè)備。設(shè)計(jì)了基于壓阻、高電導(dǎo)和生物相容性軟材料的六種功能性墨水，能夠?qū)④洃?yīng)變測(cè)量傳感器集成到微結(jié)構(gòu)中，從而引導(dǎo)擬理療層狀心臟組織的自組裝。這些嵌入式傳感器能夠提供細(xì)胞培養(yǎng)箱環(huán)境中組織收縮應(yīng)力的非侵入性電子讀數(shù)。他們進(jìn)一步應(yīng)用這些設(shè)備來研究藥物反應(yīng)，以及人類干細(xì)胞衍生的層狀心臟組織的收縮發(fā)展超過四個(gè)星期。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4782）

　　2.金剛石中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
　?。↙ong-term data storage in diamond） 　　金剛石中帶負(fù)電的氮空位（NV-）中心是從量子信息處理到納米尺度測(cè)量應(yīng)用所廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。迄今為止，雖然大多數(shù)工作都集中于NV- 的光學(xué)和自旋性質(zhì)，但對(duì)電荷狀態(tài)的控制將有望帶來新的機(jī)會(huì)。Siddharth Dhomkar等人提出的引入富含 NV- 的 1b 型金剛石的主張，很有可能實(shí)現(xiàn)信息的長(zhǎng)期存儲(chǔ)。他們利用多色光學(xué)顯微鏡對(duì)二維二進(jìn)制位密度（相當(dāng)于目前數(shù)字視頻光盤技術(shù)）的任意數(shù)據(jù)集，進(jìn)行了讀取、寫入和重置操作，從而對(duì)所述原理進(jìn)行了證實(shí)。利用NV- 離子化的單一動(dòng)力學(xué)，他們將信息無串?dāng)_地編碼在金剛石晶體的不同平面上，從而將存儲(chǔ)容量擴(kuò)展到了三維。此外，Siddharth Dhomkar等人將中心電荷狀態(tài)和主體氮的核自旋極化相關(guān)聯(lián)，顯示出后者對(duì)于 NV 電離和再充電的循環(huán)是穩(wěn)健的。這種結(jié)合了超分辨率顯微技術(shù)的觀測(cè)為次級(jí)衍射NV電荷控制提供了一種方法，從而使容量可以超過現(xiàn)有的技術(shù)。（Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1600911）

　　3.自供電的紡織品
　?。⊿elf-powered textile for wearable electronics by hybridizingfiber-shaped nanogenerators, solar cells,and supercapacitors） 　　在輕質(zhì)柔性基材上的可穿戴電子器件具有應(yīng)用于便攜式設(shè)備的巨大潛力，但是它們的應(yīng)用卻受到電池壽命的限制。最近，王忠林課題組提出了一種混合自充電供電的紡織系統(tǒng)，目的是同時(shí)收集室外陽光和隨機(jī)身體運(yùn)動(dòng)的能量，然后將它們存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)單元中。通過使用纖維狀染料敏化太陽能電池（用于收集太陽能）和纖維狀摩擦起電納米發(fā)電機(jī)（用于收集隨機(jī)身體運(yùn)動(dòng)能），可以輕松地獲取能量并將其轉(zhuǎn)換為電能，然后進(jìn)一步作為化學(xué)能存儲(chǔ)在纖維狀超級(jí)電容器中。因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)是全纖維狀結(jié)構(gòu)的，所以他們提出的混合自充電紡織系統(tǒng)可以很容易地編織成電子紡織品，以制造智能服裝，從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)地操作移動(dòng)或可穿戴電子產(chǎn)品。（Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1600097）

　　4.WSe2/hBN 異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的層間電子-聲子耦合
　　（Interlayer electron–phonon coupling in WSe2/hBNheterostructures） 　　可調(diào)控的層與層相互作用為在范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)新穎和期望的量子現(xiàn)象提供了有力途徑。例如，層間的電子與電子相互作用便促成了難以在單一材料中實(shí)現(xiàn)的迷人物理現(xiàn)象，如石墨烯/氮化硼（hBN）異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的 Hofstadter蝴蝶。除了電子與電子間相互作用，層間電子與聲子間的相互作用能夠進(jìn)一步控制范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)。ChenhaoJin 等人介紹了一種 WSe2/hBN 異質(zhì)結(jié)構(gòu)中層間電子與聲子的相互作用，其中光學(xué)沉默的hBN 聲子以高強(qiáng)度出現(xiàn)在拉曼光譜中，并通過諧振與 WSe2的電子躍遷耦合。激發(fā)光譜揭示了這種增強(qiáng)現(xiàn)象的雙共振本質(zhì)，并確定了兩個(gè)共振狀態(tài)分別為單層 WSe2的 A 激子躍遷和僅存在于 WSe2/hBN異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的新的混合態(tài)。對(duì)層間電子與聲子相互作用的研究能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)用于器件應(yīng)用的電子和聲子開辟新的方法。（NaturePhysics DOI: 10.1038/NPHYS3928）

　　5. 源自光學(xué)驅(qū)動(dòng)聲子的有效磁場(chǎng)
　?。ˋneffective magnetic field from optically driven phonons） 　　太赫茲和中紅外頻率的光場(chǎng)能夠引起凝聚物質(zhì)中集合模式的直接激發(fā)。例如，晶格的激發(fā)就已經(jīng)顯現(xiàn)出可以激發(fā)絕緣體-金屬躍遷、金屬磁順序或超導(dǎo)增強(qiáng)。Nova等人在歸納概括了這些想法并探索了可控相對(duì)相位驅(qū)動(dòng)的多個(gè)晶格模式的同時(shí)激發(fā)。這種非線性模式混合驅(qū)動(dòng)晶體場(chǎng)原子的旋轉(zhuǎn)和位移，模擬了磁場(chǎng)的施加，并導(dǎo)致了稀土鐵氧化物 ErFeO3 中自旋進(jìn)動(dòng)的激發(fā)。另外，晶格旋轉(zhuǎn)的相干控制也許可以適用于其它有趣的的材料研究問題，例如作為一種可以影響電子相位拓?fù)涞姆绞?。（Nature Physics DOI: 10.1038/NPHYS3925）

　　6.室溫下利用多核Pd(II) 配合物水解雙 CS2 碳-硫鍵
　　（Hydrolyticcleavage of both CS2 carbon–sulfur bonds by multinuclear Pd(II) complexes at roomtemperature） 　　開發(fā)能夠?qū)?CS2 和 COS 污染物轉(zhuǎn)化為環(huán)境友好產(chǎn)物的均相催化劑，對(duì)催化基礎(chǔ)研究和應(yīng)用環(huán)境科學(xué)都十分重要。Xuan-Feng Jiang 等人展示了一系列在空氣中穩(wěn)定的二聚 Pd 配合物，可以調(diào)節(jié)雙CS2 碳-硫鍵在 25℃ 下更容易水解產(chǎn)生二氧化碳和三聚 Pd 配合物。用HNO3 氧化的三聚配合物再生出二聚起始配合物，并釋放出SO2和NO2。經(jīng)同位素標(biāo)記證實(shí)：CO2的碳原子和氧原子分別源自CS2 和H2O，并且利用氣相和電噴霧離子化質(zhì)譜法以及傅立葉變換紅外光譜法觀察到了反應(yīng)中間體。Xuan-Feng Jiang 等人還基于實(shí)驗(yàn)觀察到的中間體提出了一個(gè)合理的機(jī)理。這一機(jī)制涉及μ-OCS2 配位碳原子上的親核性 Pd-OH部分產(chǎn)生了分子內(nèi)侵蝕，μ-OCS2 在去質(zhì)子化時(shí)切割了一個(gè)碳-硫鍵并同時(shí)形成了一個(gè)碳-氧鍵。偶聯(lián)的碳-硫鍵裂解和釋放CO2從而產(chǎn)生[(bpy)3Pd3(μ3-S) 2](NO3)2(bpy，即2,2'-聯(lián)吡啶)為反應(yīng)提供了熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力。（Nature Chemistry DOI: 10.1038/NCHEM.2637）

　　7.量子系統(tǒng)中能量耗散的納米級(jí)熱成像
　?。∟anoscale thermal imaging of dissipation in quantum systems） 　　能量耗散是主導(dǎo)物理、化學(xué)和生物系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)過程，也是區(qū)分量子與經(jīng)典現(xiàn)象的主要特征之一。特別是在凝聚態(tài)物理中，散射機(jī)制、量子信息的損失或拓?fù)浔Ｗo(hù)的破壞都深深植根于耗散發(fā)生的方式和位置的復(fù)雜細(xì)節(jié)中。然而，因?yàn)槟芰亢纳⒃谖⒚琢考?jí)上并不容易測(cè)量，所以系統(tǒng)的微觀行為通常不是根據(jù)耗散來確定的。盡管近來納米級(jí)溫度測(cè)定已經(jīng)獲得了極大的關(guān)注，但現(xiàn)有的熱成像方法對(duì)于量子系統(tǒng)的研究來說仍不夠靈敏，并且也不適合于所需的低溫操作。D. Halbertal等人在此介紹了一種直徑小于50納米、居于尖銳移液管頂點(diǎn)上的基于超導(dǎo)量子干涉設(shè)備的納米溫度計(jì)：它可以提供低溫掃描熱探測(cè)，具有低于1μHz-1/2 、超過以前器件四個(gè)數(shù)量級(jí)的靈敏度。這種非接觸、非侵入式溫度測(cè)量可以對(duì)低至Landauer 極限的40毫瓦的納米級(jí)能量耗散進(jìn)行熱探測(cè)，可用于連續(xù)讀取4.2 開爾文情況下處于 1GHz 的單個(gè)量子位。這一研究進(jìn)展使得能夠觀察碳納米管中單個(gè)量子點(diǎn)的單電子充電而導(dǎo)致的耗散變化，同時(shí)還揭示了包封在六方氮化硼內(nèi)的石墨烯中共振局域化狀態(tài)所導(dǎo)致的耗散機(jī)制，為量子物質(zhì)中的納米尺度耗散過程進(jìn)行直接熱成像打開了大門。（Nature DOI: 10.1038/nature19843）

　　8.DNA分子雜交驅(qū)動(dòng)的薄膜形變
　　（Shape changing thin films powered by DNA hybridization） 　　能夠?qū)ξ锢砗突瘜W(xué)刺激做出響應(yīng)的活性材料可以用于構(gòu)建生物系統(tǒng)與人工設(shè)備交界處的微型動(dòng)力機(jī)器。原則上，對(duì)DNA的特定雜交可用于構(gòu)成獨(dú)立的化學(xué)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的庫(kù)，并且可以產(chǎn)生基于聚合物或金屬層方法所不能達(dá)到的器件性能。Shim 等人介紹了對(duì)不同化學(xué)信號(hào)可以做出不同響應(yīng)的 DNA 鏈交換反應(yīng)所驅(qū)動(dòng)的形變薄膜。這種薄膜是利用逐層沉積工藝使DNA嫁接金納米顆粒形成。由活性層和惰性層組成的薄膜對(duì)加入到溶液中的刺激物—DNA鏈，顯示出快速、可逆的卷曲響應(yīng)。最后，由兩個(gè)獨(dú)立可尋址的有源層組成的薄膜顯示出一組復(fù)雜的可重復(fù)變換組合，涉及八個(gè)機(jī)械化學(xué)狀態(tài)和自修正行為。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2016.192）