1.一类具有扩展和嵌入型网状结构的沸石材料

（A zeolite family with expanding structural complexity and embedded isoreticular structures）

预测和合成新型晶体结构，使得定向制备具有理想性质的材料成为可能。在多孔材料中，金属-有机骨架（MOF）已经实现了这一点，不过对于应用更广泛的沸石类材料却还没到达这一步。Guo 等人报道了一种方法，将结构解析与结构预测结合起来，定向合成具有超复杂结构的沸石材料。他们首先用电子衍射技术解析了 ZSM-25 沸石的晶体结构，并测定了它对 CO2 的吸附能力。进而，他们预测并合成出结构类似但更为复杂的沸石材料，这是迄今为止首次合成出来的一类材料。（Nature doi:10.1038 / nature 14575 ）

2.镍基催化剂催化酰胺键生成酯类

(Conversion of amides to esters by the nickel-catalysed activation of amide C–N bonds)

酰胺键是常见的一类官能团，已被研究了近一个世纪。它是蛋白质分子的重要组成部分，而且也常见于很多天然及合成化合物中。酰胺键的亲电子性较差，虽然容易被酶反应切断，但是用合成化学的方法很难选择性切断酰胺键中的碳-氮键。 Hie 等人报道了一种镍基催化剂，可以有效活化进而切断酰胺基团中的碳-氮键。反应将酰胺键变成酯类，反应条件温和，且不需使用醇类的亲核试剂。（Nature doi:10.1038 / nature 14615 ）

3.石墨烯发射耀眼可见光

(Bright visible light emission from grapheme)

石墨烯和类似的二维材料在制造极薄、柔性、透明光电子器件方面有很大潜力。特别是石墨烯材料的强的光-物质相互作用，使得开发出性能优异的光探测器、光调制器和电浆子元件。此外，在 SiO2 衬底上施加偏压，石墨烯还可以发出中红外波段的光。不过，在可见光范围内的发光目前尚未有报道。 Kim  等人发现，悬置的石墨烯在外加偏压下可以发出耀眼的可见光。在这类器件中，热传输被大幅度抑制，因此热电子局域在石墨烯层的中心，使得热辐射效率提升 1000 倍。此外，悬置石墨烯与衬底间强的光波干涉还可以用来调节发射光波的波长。这一发现为实现制备石墨烯基超薄、柔性、透明的光学器件开辟了道路。（Nature Nanotechnology DOI:10.1038 / NNANO.2015.118 ）

4.光诱导的震动摩擦影响水在碳纳米管内的传输

(Water transport inside carbon nanotubes mediated by phonon-induced oscillating friction)

过去十年，纳米流体学领域的出现催生了很多重要的应用，包括水脱盐、超过滤和渗透能量转换等。大部分应用利用碳纳米管、氮化硼纳米管、石墨烯和石墨烯氧化物。特别是，弄清楚水在碳纳米管中的传输过程是设计超滤设备和节能滤水的关键。不过，尽管建立在分子动力学上的理论计算在分子层面揭示出了水的一些传输特点，但是由于理论模拟的最低流速仍远高于实验观察到的流速，因此很多结果具有局限性。Ma 等人改进了分子动力学模拟方法来研究水流过碳纳米管时的动力学，他们模拟过程中的流速与实验观察的流速接近。他们首次发现，水分子与碳纳米管之间存在震动摩擦，这种摩擦将水分子的扩散率提高 300% 。作者称，这一结果为设计新型高效滤水材料提供了理论模型。（NatureNanotechnology DOI:10.1038 / NNANO.2015.134）

5.等离子诱导的界面电荷转移态促进高效热电子转移

(Efficient hot-electron transfer by a plasmon-induced interfacial charge-transfer transition)

微小的金属纳米粒子在光照射时，可以通过生成表面等离子体而产生电子。不过，这一过程的效率常常很低，主要是由于存在电子-电子散射作用。 Wu 等人发现在强耦合的半导体受体材料中，可以直接在等离子体中激发出电子。在 CdSe 纳米棒两侧修饰金纳米颗粒，这种纳米结构在界面处发生强烈的电子转移，量子效率超过 24% 。（Science DOI:10.1126 / science.aac 5443 ）

6.MoTe2相转换实现欧姆均匀接触

(Phase patterning for ohmic homojunction contact in MoTe2)

制造晶体管器件的关键，是栅极处半导体材料间的良好的电学接触。对于二维材料来说，一种方法是通过相转变，使原本六边形排列的半导体相变成无序的八边形排列相。 Cho 等人发现，对 MoTe2 进行激光加热，材料可以发生上述的相转换过程，这主要得益于产生 Te 空位。这种相变提高了材料的载流子迁移率，同时又保持了较低的接触电阻，有利于提高晶体管的性能。（Science DOI: 10.1126 / science.aab 3175 ）

7.以非共轭小分子电解质为界面的高效聚合物太阳能电池

(Efficient polymer solar cells employinga non-conjugated small-molecule electrolyte)

聚合物太阳能电池因其具有质轻、低成本等优点而受到科学界的广泛关注。最近，聚合物太阳能电池在诸多方面的共同努力下，效率超过 9% ，不过进一步提高性能以满足商业化需求仍很必要。 Ouyang 等人以非共轭小分子电解质为界面层，制备出能量转化效率为 10.02% 的聚合物太阳能电池。电解质层起到促进光生载流子的收集，提高电子迁移率以及提高活性层吸光等诸多作用。（Nature Photonics DOI:10.1038 / NPHOTON.2015.126）
    8.纳米多孔碳球的设计及应用

(Molecular-based design and emerging applications of nanoporous carbon spheres)

过去十年间，纳米多孔碳球的合成及应用取得了巨大的进步。 Liu 等人就纳米多孔碳球的制备技术以及潜在应用撰写了相关综述文章。文章第一部分介绍了纳米多孔碳球的合成方法，包括 Stöber 法和自组装等方法，特别关注了在分子层面的设计方法及功能化策略。第二部分主要介绍纳米碳球的应用范围，包括吸附、催化、分离、储能、生物医药等。最后一部分主要介绍该领域当前遇到的问题以及未来商业化的发展方向。（Nature Materials DOI: 10.1038 / NMAT 4317 ）

9.钾原子覆盖的多层FeSe薄膜高温超导体

(High-temperature superconductivity in potassium-coated multilayer FeSe thin films)

FeSe 晶体产生超导性的温度在 10K 以下，但是当从体结构变为薄膜结构后，单层 FeSe 薄膜的超导产生温度超过 65K ，这一现象引发了对结构与超导性关系的讨论。不过，由于难以控制 FeSe 分子层数和迁移率，使得对这方面的研究很困难。 Miyata 等人发现在 FeSe 薄膜上覆盖一层钾原子可以实现重度电子掺杂。此外，他们还发现，通过改变薄膜的厚度，可以成功的将非超导性的薄膜变为超导体。这一结果为活化铁基超导体材料的超导温度提供了新方法。（Nature Materials DOI:10.1038 / NMAT4 302 ）

新材料在线编译团队整理——编译者：Sky