1. 二維 sp2 碳共軛共價有機框架
       （Two-dimensional sp2 carbon–conjugated covalent organic frameworks）        Jin 等人合成了一種二維（2D）結(jié)晶共價有機框架（sp2c-COF），其設計為完全 π-共軛，并通過四（4-甲?；交┸藕?1,4-苯二乙腈的 C=C 縮合反應的所有 sp2 碳構(gòu)建而成。C=C 鍵以規(guī)則的間隔將芘結(jié)拓撲連接成具有沿著 x 和 y 方向延伸的 π 共軛的 2D 晶格，并生成一個層框架，而不是常規(guī)獲得的無序結(jié)構(gòu)。sp2c-COF 是具有 1.9 電子伏的離散帶隙的半導體，并且可以被化學氧化從而提高 12 個數(shù)量級的導電性。產(chǎn)生的自由基被限制在芘結(jié)上，從而使得能夠形成具有高自旋密度的順磁性碳結(jié)構(gòu)。sp2 碳框架誘導鐵磁相變，以增進自旋相干性，并使自旋單向?qū)守灤┎牧?。（Science DOI: 10.1126/science.aan0202）

       2.一種分子自旋光伏器件
       （A molecular spin-photovoltaic device）        Sun 等人制造了一種基于 C60 富勒烯的分子自旋光伏器件，其將光伏響應與穿過分子層的自旋傳輸相結(jié)合。光伏響應可以利用在室溫下的高達 5％ 的磁致光伏電壓，應用小磁場進行調(diào)節(jié)。器件功能包括作為磁流逆變器，并且，在某些照明水平上存在發(fā)散的磁生電流可以用于傳感器件。通過平衡外部部分自旋極化注入與光生載流子可以 產(chǎn)生完全自旋極化電流。（Science DOI: 10.1126/science.aan5348）

       3. 硅中供體核自旋量子比特的全電控制
       （All-electric control of donor nuclear spin qubits in silicon）        硅中供體雜質(zhì)的電子和核自旋自由度形成超相干二級系統(tǒng)，其可以潛在地用于量子信息中的應用，并且與工業(yè)半導體處理相兼容。然而，由于其旋磁比略小，核自旋比電子自旋更難操縱，而且通常認為對于應用于量子信息處理來說太慢了。此外，雖然交流磁場是驅(qū)動自旋躍遷和實施量子門的最自然的選擇，但是它們難以在空間上限制于單個供體的水平，因此需要發(fā)展其它的方法。近年來，已經(jīng)提出了用于供體自旋量子位的全電控制的方案，但是還沒有實驗演示的報道。Sigillito 等人展示了一種可擴展的全電方法，用于控制硅中的中性 31P 和 75As 供體核自旋。利用共面光子帶隙諧振器，通過使用供體結(jié)合的電子作為量子換能器，專門使用電場來驅(qū)動 Rabi 振蕩，在本質(zhì)上這是基于單分子磁體的近期工作。電場約束帶來了諸如低功率要求、更高的量子密度和更快的柵極時間等主要優(yōu)點。此外，這種方法使得在共振頻率或其一次亞諧波驅(qū)動核自旋量子比特成為可能，從而降低器件的帶寬要求。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2017.154）

       4. Weyl 金屬中對歐姆定律的違背
       （Violation of Ohm’s law in a Weyl metal）        歐姆定律是金屬電運輸?shù)幕灸Ｊ?。任何違反歐姆定律的輸運特征都會為新型金屬態(tài)賦予無可爭議的標記。Shin 等人在 Weyl 金屬相中手性異常的拓撲結(jié)構(gòu)中，發(fā)現(xiàn)了違背歐姆定律的情況。在Bi0.96Sb0.04 單晶中，擴散極限下觀察到了僅發(fā)生在磁場準直的電場（E║B）中的非線性 I-V 特性。結(jié)合電荷泵浦效應的玻爾茲曼傳輸理論，他們揭示了源于拓撲的非線性導電性，并且導出了縱向磁導率的通用尺度函數(shù)，該函數(shù)完整描述了實驗結(jié)果。作為 Weyl 金屬的標志，非線性電導率為非線性電子學、光學應用、以及在朗道費米-液體理論之外發(fā)展拓撲費米-液體理論提供了場所。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4965）

       5. 青銅式六邊形準晶體
       （Bronze-mean hexagonal quasicrystal）        常規(guī)準晶體最顯著的特征是其非傳統(tǒng)對稱性，特征在于二十面體、十二邊形、十邊形或八邊形軸。這些材料的對稱性和非周期性來源于控制其結(jié)構(gòu)的兩個或更多個長度尺度的不合理比例，最著名的例子是 Penrose 和 Ammann-Beenker 平鋪分別作為與金和銀相關的二維模型。令人驚訝的是，目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)任何其它類似的金屬鋪展。Dotera 等人提出了一種自相似的青銅式六邊形圖案，這種圖案可以被看作是具有類 Koch 雪花投影窗口的高維周期格子的投影。他們利用數(shù)值模擬來證明了這種準晶體的無序變體可以在具有核-殼結(jié)構(gòu)的軟質(zhì)聚合物膠體微粒中實現(xiàn)。此外，他們還通過改變圖案的幾何形狀，生成了連續(xù)的結(jié)構(gòu)序列。這為在幾種金屬-硅合金中觀察到的準晶體近似值提供了另一種解釋。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4963）

       6. 2D-3D 異質(zhì)結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦高效空氣穩(wěn)定太陽能電池
       （Efficient ambient-air-stable solar cells with 2D–3D heterostructured butylammonium-caesium-formamidinium lead halide perovskites）        鈣鈦礦太陽能電池效率非常高；但是，它們?nèi)菀自谒?、氧氣和紫外線環(huán)境中發(fā)生降解。3D 鈣鈦礦吸收器的陽離子調(diào)控會降低降解。另外，2D Ruddlesden-Popper 分層鈣鈦礦也表現(xiàn)出改善的穩(wěn)定性，但迄今尚未實現(xiàn)高效的太陽能電池。Wang 等人將正丁基銨陽離子引入混合陽離子鉛混合鹵素 FA0.83Cs0.17Pb(IyBr1-y)3 3D鈣鈦礦中，觀察到了二維鈣鈦礦片晶的形成，并散布在高度取向平行的三維鈣鈦礦顆粒之間，從而抑制了非輻射電荷重組。他們還研究了薄膜構(gòu)成、晶體配列和器件性能之間的關系。具有最佳丁基銨含量的太陽能電池對于 1.61-eV 帶隙鈣鈦礦表現(xiàn)出的平均穩(wěn)定功率轉(zhuǎn)換效率為 17.5±1.3％，1.72-eV 帶隙鈣鈦礦為 15.8±0.8％，在模擬陽光下的穩(wěn)定性也得到了提高。太陽能電池在空氣中持續(xù) 1000 小時后，其“老化后”效率達到 80％，接近密封 4000 小時的效果。（Nature Energy DOI: 10.1038/nenergy.2017.135）

       7. 用于微創(chuàng)輸送功能組織的柔韌性形狀記憶支架
       （Flexible shape-memory scaold for minimally invasive delivery of functional tissues）        盡管在心臟等器官修復的功能組織方面取得了很大的進步，但仍然需要一種侵入性手術方式進行植入。Montgomery 等人使用可生物降解的聚合物(poly(octamethylene maleate (anhydride) citrate))設計了一種微制造的彈性支架，用于通過注射進行功能性組織輸送。支架的形狀記憶功能是通過對設計晶格的微制造實現(xiàn)的。將支架和心臟貼片（1cm×1cm）通過小約 1mm 的孔遞送，注射后恢復其初始形狀，而不影響心肌細胞活力和功能。在皮下同源大鼠模型中，當與血管化、巨噬細胞聚集和細胞存活相比較時，心臟貼片的注射相當于開放手術。與未處理的情況對照相比，貼片顯著改善了大鼠心肌梗死后的心臟功能，并實現(xiàn)了在大動物（豬）模型中成功地將人細胞衍生的貼片微創(chuàng)遞送到心外膜、主動脈和肝臟。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4956）

       8.利用光對蛛絲進行處理和異質(zhì)結(jié)構(gòu)化
       （The processing and heterostructuring of silk with light）        蜘蛛絲是一種堅韌、有彈性且輕質(zhì)的生物材料，只不過缺乏可用于對絲結(jié)構(gòu)非侵入性處理的工具。Sidhu 等人展示了周期量級的飛秒脈沖非線性多光子與蛛絲相互作用，使得能夠?qū)υ诃h(huán)境空氣中的材料進行處理和異質(zhì)結(jié)構(gòu)化。通過多光子吸收和等離子體輔助消融引起的膨脹，分別觀察到低和高峰強度的兩種具有質(zhì)的不同的反應。等離子體消融使得能夠在保留分子結(jié)構(gòu)的同時，以最小的損傷制造局部納米切口、微圓棒、納米針和周期性圖案。膨脹的情況促進了蛛絲與金屬、玻璃和 Kevlar 等材料的有限彎曲和微焊接，且能夠具有與原絲相當?shù)膹姸?。此外，微焊接接頭的拉曼譜帶分析顯示，多肽骨架保持了完整性，同時擾亂了其弱氫鍵。使用這種方法，Sidhu 等人制造了基于蛛絲的功能拓撲微結(jié)構(gòu)，如 Mobiüs 帶、手性螺旋結(jié)構(gòu)和基于蛛絲的傳感器。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4942）