1、Science：雙層石墨烯中的可調(diào)激子

       美國康奈爾大學的Paul L. McEuen、加州大學伯克利分校的王楓副教授以及哥倫比亞大學的James Hone（共同通訊作者）等人在氮化硼中包覆高質(zhì)量BLG，利用其光電流譜學觀察到了BLG中顯著的激子共振現(xiàn)象。這一現(xiàn)象具有窄線寬的特點，其從中紅外到太赫茲范圍均是可調(diào)的。這些激子所遵循的光學選擇規(guī)則與傳統(tǒng)半導體的激子截然不同，其電子贗自旋繞組數(shù)達到2。不僅如此，外磁場作用還可引發(fā)能谷-激子的分裂，其g因子可達20左右。這些現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為探索電學可調(diào)石墨烯系統(tǒng)的激子物理學提供了功能性。

       2、Science：可扭曲三維機械超材料

       德國卡爾斯魯厄理工學院Martin Wegener（通訊作者）等人報道了微結(jié)構化的三維彈性手性機械超材料，克服了超材料扭曲嚴格為零的局限性。通過對柯西彈性力學理論的研究，設計，制造，表征和映射到微極有效介質(zhì)參數(shù)三維手性微結(jié)構的機械超材料，扭曲自由度在質(zhì)量上超越了柯西彈性。在靜態(tài)情況下，波長在理論上是無限大的，因此樣本大小L與單元格大小的比例是重要的。研究發(fā)現(xiàn)在所有毫米級的樣品上，測量的每個軸應變扭曲都超過2°/％。Martin等人設計的機械超材料在受外力時左右兩側(cè)顯著扭曲，指出了開發(fā)具有不尋常變形行為材料的更一般的策略。

       3、Science：降低晶體形核隨機性以獲得亞納秒級數(shù)據(jù)存儲速度

       中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所饒峰副研究員和西安交通大學的張偉教授（共同通訊作者）等人通過材料計算設計的方法來調(diào)控相變材料的晶核形成速率，合成新型相變材料鈧銻碲(ScSbTe)，大幅降低形核時間，達到超高速的寫入速度，僅為0.7納秒。同時鈧銻碲器件的操作功耗相比于傳統(tǒng)鍺銻碲器件降低了近90%。通過材料計算，研究人員清晰地揭示了鈧銻碲超快結(jié)晶化以及超低功耗的微觀機理。

       4、Science：單金屬層中的高速等離子體調(diào)制器

       蘇黎世聯(lián)邦理工學院Masafumi Ayata和Juerg Leuthold（共同通訊作者）報道了一種速度達116千兆比特每秒的全等離子體電光調(diào)制器，包含了垂直光柵耦合器、分配器、偏振旋轉(zhuǎn)器、移相器等所有元素，均集成在單層金屬層中。該器件可以基于多種光滑襯底表面，且運行耗能低，因此等離子體器件可應用在超集成、高速且低成本科技中，在傳感和通信領域?qū)脧V泛。

       5、Science：任意幾何形狀拓撲空腔中實現(xiàn)非互易激光振蕩

       加州大學圣地亞哥分校Boubacar Kanté（通訊作者）等人報道了一種在通信波段工作，不受幾何形狀影響，集成非互易拓撲腔的新型激光器，從單向光子帶隙邊緣態(tài)受激輻射耦合到特定的波導輸出，其間隔超過10dB。非互易性源于在光子結(jié)構和特定拓撲不變量間邊界的單向邊緣態(tài)。研究結(jié)果為開發(fā)任意形狀的復雜拓撲電路開辟了新道路。

       6、Science：飛秒激光重塑制備具有超窄表面等離子體共振的金納米棒

       馬德里理工大學Andrés Guerrero-Martínez、Ovidio Pe?a-Rodríguez及CIC biomaGUNE的Luis M. Liz-Marzán（共同通訊作者）利用飛秒激光對金納米棒進行重塑，得到具有超窄局域化表面的等離子體共振帶。利用此方法可實現(xiàn)納米棒表面活性劑的表面密度和輻射影響間的精準平衡，因為低冷卻速率可產(chǎn)生劇烈的形態(tài)變化。研究結(jié)果為實現(xiàn)具有光學響應、接近理論極限的高品質(zhì)金納米棒提供了一個簡單、快速、可重復操作的方法。

       7、Science：將甲烷直接轉(zhuǎn)化為氫氣和可分離碳的催化熔融金屬

       加州大學圣巴巴拉分校Horia Metiu和Eric W. McFarland（共同通訊作者）等人制備了27%Ni-73%Bi合金，可在1065℃條件下催化甲烷熱解反應，同時無CO2等無副產(chǎn)物生成，轉(zhuǎn)化率高達95%。并通過計算，表明此熔融催化體系中活性金屬為原子級分散帶負電，催化反應生成的碳會上浮并可被移除，避免了固態(tài)催化劑由于產(chǎn)物碳沉積而失效的問題。

       8、Nature：六邊形冰晶或非最穩(wěn)定結(jié)構

       美國猶他大學Valeria Molinero（通訊作者）等人基于mW水模型（“冰中的熱動力學堆疊層錯”方法）利用取樣和自由能計算證實了當晶體尺寸增加至100000個分子以上時，立方和六邊冰層的混合熵使得無序堆疊的冰成為更穩(wěn)定的相。230K時，無序堆疊的晶粒較六邊晶粒要穩(wěn)定14 KJ/mol，成核速率也較基于傳統(tǒng)成核理論要快至少3個數(shù)量級。成核速率受溫度影響，這在全球氣候變暖的條件下影響下尤為顯著，也可能會影響到云的形成以及冰顆粒數(shù)量的模型。因此作者認為當從實驗條件轉(zhuǎn)變?yōu)樵浦邪l(fā)生的溫度時，要分析外推冰的成核速率，傳統(tǒng)的成核理論需要進行修正，應考慮冰晶尺寸對結(jié)晶的驅(qū)動力的影響。

       9、Nature：顆粒材料流變行為類同于復雜流體

       上海交通大學王宇杰教授和蒙彼利埃大學Walter Kob（共同通訊作者）等人利用X射線斷層攝影成像技術對準靜態(tài)循環(huán)剪切的三維顆粒系統(tǒng)的微觀動力學進行研究，證實了顆粒的微尺度弛豫動力學遵從一個振蕩剪切的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)顆粒的分布和位移可由Gumbel定律描述，導致一般意義上認為的顆粒固體，其實是一種處在液固邊界的臨界相，在外部微擾下就會流化，更類似于復雜流體。

       10、Nature：原子級Rh分散催化劑催化甲烷氧化

       塔夫斯大學Maria Flytzani-Stephanopoulos（通訊作者）等人利用浸漬法，制備了一種原子級分散的單核Rh/Zeolite，Rh/TiO2催化劑，在溫和條件下使用氧氣和一氧化碳，可直接催化甲烷氧化為甲醇和乙酸。兩種產(chǎn)物為相互獨立的不同反應路徑，通過催化條件的改變，可對產(chǎn)物選擇性進行調(diào)控。這為甲醇直接氧提供了新的高活性催化劑，并為進一步優(yōu)化催化劑和實際應用起到指導作用。

       11、Nature：非活化三級 C-H 鍵的位點和立體選擇性官能化

       埃默里大學Huw M. L. Davies（通訊作者）等人報道一種具有不同反應性的雙銠催化劑，這種新型催化劑能夠在最易接近的三級 C-H 鍵上精確選擇位點而不是二級C-H鍵。利用該催化劑，可以修飾一些天然產(chǎn)物，包括固醇、維E等。表明這種方法適用于復雜分子的后期功能化，通過選擇合適的催化劑可以實現(xiàn)不同位點的選擇性調(diào)控。擴大復雜催化劑的設計，可以進一步應用在 C-H 鍵功能化的調(diào)控和復雜分子的合成。