1.全印刷薄膜晶體管
　?。ˋll-printed thin-film transistors from networks of liquid-exfoliated nanosheets） 　　由相互連接的各種類型的二維納米片組成的全印刷晶體管是納米科學(xué)中的一個(gè)重要目標(biāo)。利用電解控制，Kelly 等人展示了全印刷的垂直堆疊晶體管。這一晶體晶體管的源極、漏極和柵極全部由石墨烯構(gòu)成，溝道和隔膜分別使用過渡金屬二硫?qū)僭睾偷穑˙N）。BN 網(wǎng)絡(luò)在其多孔內(nèi)部中含有離子液體，可以允許在類固體結(jié)構(gòu)中電解控制。納米片網(wǎng)絡(luò)通道展現(xiàn)出的開關(guān)比高達(dá)600，跨導(dǎo)超過5 毫西門子，遷移率大于 0.1 平方厘米每伏/秒。不同尋常的是開電流隨網(wǎng)絡(luò)的厚度和體積電容而變化。與具有類似遷移率的其它器件相比，大電容在會阻礙開關(guān)速度的同時(shí)，可以允許這些器件在相對低的驅(qū)動電壓下承載更高的電流。（Science DOI: 10.1126/science.aal4062）

　　2. 電環(huán)化開環(huán)反應(yīng)的飛秒 X 射線光譜
　?。‵emtosecond x-ray spectroscopy of an electrocyclic ring-opening reaction） 　　1,3-環(huán)己二烯的超快光活化電環(huán)化開環(huán)反應(yīng)是光化學(xué)周環(huán)反應(yīng)的基礎(chǔ)原型。通常認(rèn)為這些反應(yīng)是通過中間激發(fā)態(tài)最小值（就是所謂的周環(huán)最小值）進(jìn)行的，這導(dǎo)致了通過非絕熱弛豫到光產(chǎn)物基態(tài)的異構(gòu)化。Attar 等人在桌面設(shè)備上，利用碳 K-邊緣（?284電子伏特）附近的飛秒（fs）軟 X 射線光譜，直接展示了該瞬態(tài)中間態(tài)的價(jià)電子結(jié)構(gòu)。在實(shí)驗(yàn)中表征了觀察到的周環(huán)最小值的核-價(jià)光譜特征，再結(jié)合時(shí)間依賴密度泛函理論的計(jì)算，揭示了邊界價(jià)軌道能級的重疊和混合。這種瞬態(tài)價(jià)電子結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在紫外光激發(fā)后 60±20 fs 內(nèi)，衰減時(shí)間常數(shù)為 110±60 fs。（Science DOI: 10.1126/science.aaj2198）

　　3. 雙相納米結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度鎂合金
　　（Dual-phase nanostructuring as a route to highstrength magnesium alloys） 　　想要制造出可以表現(xiàn)出理論“理想”強(qiáng)度的材料非常困難。大多數(shù)生產(chǎn)更強(qiáng)材料的方法都是基于控制缺陷來阻止位錯(cuò)的移動，但這些方法都有其局限性。例如，工業(yè)單相納米晶合金和單相金屬玻璃強(qiáng)度都很強(qiáng)，但反霍爾-帕奇效應(yīng)和剪切帶的形成，使它們通常軟化的應(yīng)變相對低下（小于 2％）。Wu 等人報(bào)導(dǎo)了一種將納米結(jié)晶的強(qiáng)化優(yōu)點(diǎn)與非晶化優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，以產(chǎn)生在室溫下能顯示出接近理想強(qiáng)度并且沒有樣品尺寸效應(yīng)的雙相材料的方法。這種鎂合金系統(tǒng)由嵌入非晶化玻璃質(zhì)殼中的納米晶核組成，并且所得雙相材料的強(qiáng)度是近乎理想的 3.3 吉帕斯卡，這是迄今為止最強(qiáng)的鎂合金薄膜。他們還提出了一種由本構(gòu)模型支持的機(jī)制，其中結(jié)晶相（由直徑約六納米的幾乎無位錯(cuò)的晶粒組成）阻止應(yīng)變時(shí)局部剪切帶的傳播；另外，在出現(xiàn)的任何剪切帶內(nèi)，嵌入的晶粒分裂和旋轉(zhuǎn)，有助于硬化和抵抗剪切帶的軟化效果。（Nature DOI: 10.1038/nature21691）

　　4. 商品熱塑性塑料通過二氧雜硼烷復(fù)分解實(shí)現(xiàn)的高性能 vitrimers
　?。℉igh-performance vitrimers from commodity thermoplastics ） 　　風(fēng)車、汽車和牙科修復(fù)都需要易于加工、組裝和再循環(huán)的聚合物材料和復(fù)合材料，并且要求這些材料同時(shí)具有出色的耐力、耐熱和耐化學(xué)性。Vitrimers 作為能夠通過交換反應(yīng)攪亂化學(xué)鍵的聚合物網(wǎng)絡(luò)，如果能以當(dāng)前設(shè)備和高生產(chǎn)速率加工現(xiàn)有塑料制備而成，便可以滿足這些需求。Röttger 等人報(bào)導(dǎo)了二氧雜硼烷的復(fù)分解具有快速和耐熱的性能，并且利用它從不同的聚合物制備 Vitrimers。盡管這些聚合物，如：聚（甲基丙烯酸甲酯）、聚苯乙烯和高密度聚乙烯，可以永久性交聯(lián)，但可以多次通過擠出或注射成型進(jìn)行處理。這些合成的Vitrimers具有優(yōu)異的耐化學(xué)性和尺寸穩(wěn)定性，并且可以高效地組裝。該方法適用于由碳-碳單鍵組成骨架的聚合物。（Science DOI: 10.1126/science.aah5281）

　　5.石墨烯包裹海綿快速清理粘性原油泄漏
　　（Joule-heated graphene-wrapped sponge enables fast clean-up of viscous crude-oil spill） 　　清理粘性原油泄漏是一項(xiàng)全球性挑戰(zhàn)。雖然已經(jīng)證明疏水性和親油性吸油劑有希望作為溢油補(bǔ)救的候選材料。但是，這些粘性原油吸油劑的吸附速度非常有限。Ge 等人報(bào)告了焦耳加熱的石墨烯纏繞海綿（GWS）能以高吸附速度清理粘性原油。GWS 的焦耳熱降低了原油的原位粘度，顯著增加了 GWS 孔隙中的油擴(kuò)散系數(shù)，從而加快了油吸附速率。與非加熱 GWS 相比，吸油時(shí)間減少了 94.6％。而且，由于原油的粘度降低，油回收速度也提高了。這種原位焦耳自加熱吸附劑的設(shè)計(jì)將會促進(jìn)親油、疏水的油吸附劑在清潔粘性原油泄漏中的實(shí)際應(yīng)用。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2017.33）

　　6.混合鈣鈦礦長程熱載流子輸運(yùn)的可視化
　?。↙ong-range hot-carrier transport in hybrid perovskites visualized by ultrafast microscopy） 　　如果熱載流子可以在熱化之前被捕獲，則可以克服太陽能電池效率的 Shockley-Queisser 極限。最近，在混合鈣鈦礦中觀察到高達(dá)100皮秒的載流子冷卻時(shí)間，但是還不清楚這些長壽命的熱載流子是否可以長距離遷移以進(jìn)行有效的收集。Guo 等人通過超快速瞬態(tài)吸收顯微鏡直接觀察甲基碘化銨（CH3NH3PbI3）薄膜中的熱載流子遷移，證實(shí)了三種不同的輸運(yùn)方式。他們觀察到準(zhǔn)彈道輸運(yùn)與過量動能相關(guān)，從而導(dǎo)致了高達(dá) 230 納米的輸運(yùn)距離，可以克服晶界。在達(dá)到擴(kuò)散輸運(yùn)限制之前，非平衡輸運(yùn)持續(xù)數(shù)十皮秒、約 600 納米。這些結(jié)果表明了基于混合鈣鈦礦的熱流子器件具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。（Science DOI: 10.1126/science.aam7744）

　　7.量子產(chǎn)率超過 100％ 的光電化學(xué)析氫反應(yīng)
　?。∕ultiple exciton generation for photoelectrochemical hydrogen evolution reactions with quantum yields exceeding 100%） 　　量子點(diǎn)（QDs）中的多重激子產(chǎn)生（MEG）有可能大大提高太陽能電池和太陽能-燃料生產(chǎn)中的功率轉(zhuǎn)換效率。在 MEG 過程中，一個(gè)高能光子的吸收產(chǎn)生兩個(gè)電子-空穴對（激子），通過聲子發(fā)射繞過熱載流子冷卻。Yan 等人證明通過 MEG 產(chǎn)生的額外載流子可用于驅(qū)動量子效率超過 100％ 的化學(xué)反應(yīng)。他們還開發(fā)了一種硫化鉛（PbS）QD 光電化學(xué)電池，能夠從外量子效率峰值超過 100％ 的 Na2S 溶液中驅(qū)動氫的析出。當(dāng)入射光子能量大于帶隙能量的 2.7 倍時(shí)，測量的所有 QD 光電極都顯示出了 MEG。這一研究結(jié)果展示了探索太陽能燃料高效率方法的新方向。（Nature Energy DOI: 10.1038/nenergy.2017.52）

　　8. 各向同性材料中固有生長不穩(wěn)定性產(chǎn)生的準(zhǔn)二維納米片
　?。ˋn intrinsic growth instability in isotropic materials leads to quasi-two-dimensional nanoplatelets） 　　膠體納米片是原子級平坦的準(zhǔn)二維半導(dǎo)體片，可以顯示出高效、純光譜的熒光。盡管研究人員對它們的性質(zhì)很感興趣，但是隱藏在它們的高度各向異性的形狀和精確的原子尺度厚度后面的機(jī)理尚不清楚。相對于由各向同性晶體結(jié)構(gòu)（如閃鋅礦 CdSe 和鹵化鉛鈣鈦礦）產(chǎn)生的常見的納米片而言，其機(jī)理甚至是與人們直覺相反的。Riedinger 等人研究表明生長動力學(xué)的內(nèi)在不穩(wěn)定性可導(dǎo)致這種高度地各向異性的形狀。通過結(jié)合 CdSe 納米片的合成實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測增強(qiáng)的窄表面切面生長，Riedinger 等人發(fā)展了一個(gè)可以解釋納米片的形成以及觀察時(shí)間和溫度依賴性的模型?；隗w積、表面和邊緣能量的標(biāo)準(zhǔn)概念，所得到的生長不穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)可以直接應(yīng)用于其它結(jié)晶材料。因此，這種此前未知的納米尺度形狀控制機(jī)制可以產(chǎn)生更加廣泛的準(zhǔn)二維材料庫。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4889）