1. 多晶薄膜中單晶粒缺陷動力學的布拉格相干衍射成像
　　（Bragg coherent diffractive imaging of single-grain defect dynamics in polycrystalline films） 　　多晶材料的性質取決于其晶粒的分布和相互作用。特別是，晶界和缺陷對于確定晶體對外部激勵的反應至關重要。因此，觀察功能材料內的各種晶粒、缺陷和應變動態(tài)是長期存在的挑戰(zhàn)。Yau 等人報導了一種能夠揭示晶粒非均質性包括應變場和單個位錯在內的技術，這項技術可以在反應性環(huán)境中的原位條件下應用：晶粒布拉格相干衍射成像（gBCDI）。利用經受加熱的多晶金薄膜，Yau 等人展示了 gBCDI 如何以 10 納米的空間分辨率和亞埃級位移場分辨率在三維細節(jié)上解析單個晶粒中的晶界和位錯動力學。這些結果為理解外部激勵下的多晶材料響應和理論上設計特定功能鋪平了道路。（Science DOI: 10.1126/science.aam6168）

　　2. 橢圓偏振光激發(fā)增強石墨烯中的高次諧波產生
　　(High-harmonic generation in graphene enhanced by elliptically polarized light excitation) 　　石墨烯具有的電子性質，使其可以產生一系列非線性光學響應。最理想的非線性光學過程之一是源自強光場引起的相干電子運動的高次諧波產生（HHG）。Yoshikawa 等人報導了在室溫下由中紅外激光脈沖激發(fā)的石墨烯中高達九次諧波的觀察情況。石墨烯中的 HHG 被橢圓偏振激光激發(fā)增強了，而且所得到的諧波輻射具有特定的極化。所觀察到的橢圓率依賴性是通過固體中 HHG 的全量子力學處理再現的。零帶隙性質導致了石墨烯中 HHG 的獨特性質，Yoshikawa 等人的研究結果揭示了探討無質量狄拉克費米子的強場和超快速動力學與非線性特征的可能性。（Science DOI: 10.1126/science.aam8861）

　　3. 用于高能效脫水的水解穩(wěn)定的氟化金屬-有機框架
　?。℉ydrolytically stable fluorinated metal-organic frameworks for energy-efficient dehydration） 　　天然氣在運輸和使用之前必須脫水，但是，常規(guī)的干燥劑如活性氧化鋁或無機分子篩需要十分耗能的干燥劑再生步驟。Cadiau 等人報導了水解穩(wěn)定的氟化金屬-有機框架 AlFFIVE-1-Ni（KAUST-8），在狹小方形一維通道內具有開放金屬配位點和氟基的周期性陣列。該材料可以選擇性地從含有 CO2、N2、CH4 和天然氣的典型高級烴的氣流中除去水蒸汽，以及在含 N2 氣流中選擇性地除去 H2O 和 CO2。AlFFIVE-1-Ni 吸附劑所吸附的水分子完全解吸需要相對適中的溫度（?105℃），以及相對于常用干燥劑約一半的能量輸入。（Science DOI: 10.1126/science.aam8310）

　　4.三維 Ca2+ 成像促進對星形膠質細胞生物學的理解
　?。═hree-dimensional Ca2+ imaging advances understanding of astrocyte biology） 　　通常通過二維鈣離子（Ca2+）成像對星形膠質細胞的通信進行研究，但該方法尚未得出關于星形膠質細胞在突觸和血管功能中作用的決定性數據。Bindocci 等人開發(fā)了三維雙光子成像方法，并研究了整個星形膠質細胞體內包括在軸突-星形細胞相互作用過程中的Ca2+動力學。在清醒小鼠以及腦切片中，發(fā)現單個星形膠質細胞中的Ca2+活動分散在整個細胞中，主要分布在區(qū)域之間，區(qū)域內主要是局部區(qū)域，并且在區(qū)域和局部是不均勻分布。在此過程和終端都顯示了鈣離子在星形膠質細胞中有頻繁的快速活動，而體細胞中是活躍頻率較低的。在清醒的小鼠中的Ca2+活性高于腦切片中，特別是在終端和過程中，并且顯示出偶爾的多灶性細胞活動。星形膠質細胞對時間相關的Ca2+點的最小軸突發(fā)射有局部響應性。（Science DOI: 10.1126/science.aai8185）

　　5. 一種固態(tài)單光子濾波器
　?。ˋ solid-state single-photon filter） 　　線性光學量子計算的一個較強的局限性是基于不可區(qū)分的光子聚結的雙量子位門的概率運算。實現確定性操作的一個途徑是利用原子躍遷的單光子非線性。通過原子光子相互作用調控，已經用中性原子證實了移相器、光子濾波器和光子-光子門。半導體量子點的概念證明已有報道，但仍然受到低效的原子-光子界面和相位失真的限制。Santis 等人報導了一種在接近最佳量子點腔界面中的單光子水平的大型光學非線性高效單光子濾波器。當用相干光波段探測時，該器件顯示出了約0.3±0.1個入射光子的最佳非線性閾值。Santis等人還證明了 80％ 的直接反射光強度由單光子 Fock 狀態(tài)組成，并且與單光子相比，二和三光子分量被強烈抑制了。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2017.85）

　　6. 納米機械諧振器中與能量相關的耗散路徑
　?。‥nergy-dependent path of dissipation in nanomechanical resonators） 　　能量衰減在諸如光發(fā)射、核裂變和量子系統(tǒng)中的耗散等很多現象中起著核心作用。能量衰減通常被描述為系統(tǒng)將能量不可逆地泄漏到外部環(huán)境中。Güttinger等人報導了基于多層石墨烯的納米機械系統(tǒng)中的能量衰減測量。隨著振動模式的能量自由衰減，能量衰減速率會突然變化到較低的值。這一發(fā)現可以通過測量模式與在高能量下諧振器的其它模式混合的模型來解釋。低于閾值能量時，模式是分離的，這會導致相對較低的衰減率和超過 100 萬的巨大質量因子。Güttinger 等人的工作開辟操縱振動狀態(tài)、利用完全不同的頻率下的機械模式調控混合狀態(tài)，以及研究這個高可調系統(tǒng)的集體運動的新的可能性。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2017.86）

　　7. 多鐵性材料中的巨型熱霍爾效應
　　（Giant thermal Hall effect in multiferroics） 　　介電和磁有序共存并相互耦合的多鐵磁性材料重新引起了人們對其相互關聯現象的關注，為研究很多新功能提供了基礎性的平臺。如電磁振子和磁熱傳輸這種系統(tǒng)中的基本激發(fā)受到晶格-自旋相互作用的強烈影響。Ideue 等人報導了多體系中磁性和聲子之間的空前耦合，即巨型熱霍爾效應。絕緣極性磁體 （ZnxFe1-x）2Mo3O8 的熱傳導由聲子控制，但對磁性結構非常敏感。特別是在亞鐵磁相中觀察到大的熱霍爾電導率，表明了非常規(guī)的晶格-自旋相互作用和新的用于絕緣體中霍爾效應的機制。研究結果表明，多層材料的熱霍爾效應可以成為強晶格自旋相互作用的有效探針，并為磁流控制熱電流提供了新的工具。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4905）

　　8.可印刷的含Ag納米粒子彈性導體
　　（Printable elastic conductors by in situ formation of silver nanoparticles from silver flakes） 　　可印刷彈性導體有希望用于醫(yī)療保健、可穿戴設備或機器人所需的大面積可拉伸的傳感器或致動器網絡。具有金屬納米顆粒的彈性體是實現高性能的最佳方法之一，但是其大面積利用受到加工困難的限制。Matsuhisa 等人報導了一種可印刷的彈性導體，其中含有 Ag 納米顆粒，僅通過混合微米尺寸的 Ag 薄片、氟橡膠和表面活性劑便可原位形成。這種可印刷彈性復合材料在 0％ 應變下表現出高于 4000 Scm-1（最高值：6,168 Scm-1）的電導率，當拉伸至 400％ 時，其導電率為 935 Scm-1。Ag 納米顆粒的形成受表面活性劑、加熱過程和彈性體分子量的影響，能夠導致電導率的急劇提高。最后，他們還展示了用于可伸縮機器人的全印刷傳感器網絡，即使拉伸超過 250％，也能精確地檢測壓力和溫度。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4904）