《自然》《科学》一周（6.12-6.18）材料科学前沿要闻

2014年3月27日，我们发送了第一条微信

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2015年1月27日，我们推送了第一条《自然》《科学》材料科学前沿要闻

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1. 受章鱼吸盘中的突起启发获得的一种耐潮湿贴片

( A wet-tolerantadhesive patch inspired by protuberances in suction cups of octopi )

当与液体有接触时，依靠机械联锁或表面之间分子吸引力的粘合策略可能会受到影响。目前为止，人造干湿粘片包含有，可以产生吸力或毛细作用的分级蘑菇状或多孔结构、包含纳米颗粒的超分子结构，和使用各种蛋白质聚电解质的基于化学的吸引剂。然而，想要开发易于制备、在干湿条件下都能良好地反复进行粘合，同时可以避免粘附表面上的非化学污染的粘片是非常困难的。Baik 等人提供了一种基于在章鱼吸盘中发现的圆顶状突起的、人造仿生可逆干/湿粘附系统。为了模仿这些突起的结构，Baik 等人使用了一种简单的基于溶液的空气阱技术，其涉及将图案化结构制造为聚合物基体，并且使用它来产生反向结构，且其中没有任何复杂的化学合成或表面修饰。这种人造粘片中的微米级圆顶可以增强吸力。这种仿章鱼系统在各种条件（干燥，潮湿，在水中和油中）下，对硅晶片、玻璃和粗糙的皮肤表面都表现出强大、可逆的、高度可重复的粘附性。Baik 等人还使用这种贴片进行了在空气中和水下运输大型硅片而不会导致任何表面污染，来展现其潜在应用。（Nature DOI: 10.1038/nature22382）

2. 使需要的东西最大化：膜渗透性和选择性之间的权衡

(Maximizing the right stuff: The trade-off between membrane permeabilityand selectivity )

随着水净化、石油炼制、化学品生产和碳捕获等应用领域对节能分离技术的需求日益增加，激发了人们对新型高性能分离膜的大力探索。合成膜普遍受到很不好的折中：高渗透性膜缺乏选择性，反之高选择性膜缺乏渗透性。不过，现在正开始出现同时具有高渗透性和高选择性的材料。例如，已经有应用源自生物膜的设计特点来打破渗透性-选择性的折中。Park 等人综述了对渗透率-选择性的折中，膜材料设计中克服折中的先进方法，以及控制渗透性和选择性以外的膜性能的因素，从而影响膜设计的基础进行了综述。（Science  DOI: 10.1126/science.aab0530）

3. 使用非线性奇偶时间对称电路进行强无线能量传输

( Robust wireless power transfer using a nonlinear parity–time-symmetriccircuit )

在非辐射传输领域中，无线能量传输采用近场磁场耦合已经取得了长足的进步。通常综合利用电路谐振和阻抗变换来帮助实现在谐振器尺度的预定距离上的高效能量传输。非辐射无线能量传输的发展为诸多实际应用铺平了道路，例如可植入式医疗设备的无线供电和固定式电动汽车的无线充电。然而，要创建在操作条件变化情况下传输效率能保持稳定的无线能量传输系统，仍是一个根本上的挑战。Assawaworrarit 等人从理论上提出并通过实验证明了，包含非线性增益饱和元件的奇偶-时间对称电路提供了稳健的无线能量传输。研究结果表明，传输效率在大约一米的距离变化下能够保持接近一致，且不需要任何调谐。这与传统的方法相反，由于源和接收器单元的传输距离或相对方位发生变化，传统方法只有通过不断调谐频率或内部耦合参数，才能保持高传输效率。使用非线性奇偶-时间对称电路应该能够实现对移动设备或车辆稳健的无线能量传输。（Nature  DOI: 10.1038/nature22404）

4. 阿秒电子波包的相干成像

(Coherent imaging of an attosecond electron wave packet)

从原子或分子中通过光致电离分离出的电子携带有从它们起源、连续态到被释放的相关量子态信息。通常，光电子的动量分布是由含有振幅和相位的角动量分量的相干叠加组成的。Villeneuve 等人利用氖灯的光电离展示了一系列与红外激光场同步的原秒脉冲，可用于解开这些角动量分量。通过 Stark 位移中间状态的双色双光子电离能够产生磁量子数为零的几乎纯的 f-波。f-波与球形对称 s-波的干涉提供了能够对 f-波进行相位分辨成像的全息参考。（Science  DOI: 10.1126/science.aam8393）

本期内容还有

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5. 用于能量储存的二维异质结构

(Two-dimensional heterostructuresforenergy storage)

6. 在 CS2 中燃烧锂形成的用于 Li-S 电池的高性能紧凑型Li2S-石墨烯纳米胶囊

( Burning lithium in CS2for high-performing compact Li2S-graphene nanocapsules for Li-Sbatteries )

7.高选择性将 CO2 直接转化为液体燃料

( Direct conversionof CO2 into liquid fuels with high selectivity over abifunctional catalyst )

8. 用于选择性吸附分子和纳米团簇的内部图案化二维材料

( Intrinsically patternedtwo-dimension al materials for selective adsorption of molecules andnanoclusters )

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