《Nature》与《Science》作为学术殿堂级刊物，刊发的论文往往具有广泛和深远的影响力。新材料从研发走向产业应用，离不开一代代科学家的钻研奋斗！
新材料在线?根据每周一发布的文章总结，可以看到，2017年学术界研究最火热的几种新材料（领域）分别为：催化剂、新能源电池（锂离子电池与燃料电池）、石墨烯、钙钛矿、半导体、金属-有机框架、碳纳米管等。
注：以上材料研究也有交叉领域，如有疏漏，欢迎留言指导。
不管是研究与产业同样火热的催化材料、锂电池材料、石墨烯，还是目前鲜有应用于工业的钙钛矿，这几种新材料的研究有一个明显的应用趋势：新能源领域。
小编摘录整理了部分学术大牛撰写或最新应用的文章，邀您一起关注新材料的发展！
催化剂
▌Hutchings：甲烷的氧气氧化可能可行
基于贵金属纳米颗粒的催化剂，通常会将其负载到某一载体上，再用于催化。没有人规定必须负载，但似乎约定俗成都是这么处理。催化大牛Hutchings刊文：针对甲烷选择性氧化为甲醇的反应中，没有载体的AuPd胶束催化剂的催化效果远高于二氧化钛负载催化剂(AuPd/TiO2)。文中指出，H2O2分解产生自由基，引发自由基反应，O2作为主要氧化剂。最终反应的选择性高达92%。
▌北京大学：α-MoC 上的原子层状 Au 簇作为低温水煤气变换反应的催化剂
北京大学马丁大连理工大学的石川、中国科学院大学周武以及山西煤化所/中科合成油温晓东等人在Science发文，设计了能够低温有效解离水的催化剂，并在低温下能有效催化表面羟基与吸附态的CO之间的反应。
▌中南民族大学：高性能的钴-氮复合物催化剂
中南民族大学zhang课题组发展论一种Co-Nx/C-800-AT催化剂应用于还原或者还原欧联硝基化合物为胺及其衍生物。Co-Nx/C-800-AT催化剂对硝基苯转化为苯胺的氢化转化和硝基苯以高产率还原偶合成其它衍生物都具有高活性。而且，这些方法是以环境友好的方式进行的，没有碱和配体。
▌美国哥伦比亚大学：Cu/ZnO 催化剂上的活性位点
美国哥伦比亚大学陈经广教授、布鲁克海文国家实验室José A. Rodriguez教授和Liu Ping博士等报道了典型催化剂ZnCu和ZnO/Cu 对甲醇合成的活性的直接比较。这项研究结果突出了 Cu 和ZnO界面处的协同作用在促进甲酸中间体合成甲醇的重要性。
锂离子电池&燃料电池
▌北京大学：氢燃料制备新过程，在低温下（150-190℃）即可获得极高产氢效率
原子级高度分散的Pt中心和碳化钼基底之间的协同作用能够在两者界面实现对反应中间体的高效活化，从而使得整个催化剂在甲醇和水液相反应中表现出超高的产氢活性，在150摄氏度就能以2,276 molH2/(molPt*h)的反应速率释放氢气，进一步提高温度至190摄氏度，放氢速率可达18,046 molH2/(molPt*h)，较传统铂基催化剂活性提升了近两个数量级。
该研究工作构建了新的化学高效储放氢体系，为燃料电池的原位供氢提供了新的思路，并有望作为下一代高效储放氢新体系得到应用。
▌用于电化学储能器件的液化气体电解质
电化学电容器和锂离子电池的电解质化学性质在商品化方面几乎没有改变，这限制了其在器件性能上的提升。结合优异的物理化学性质和高介电流动性因素，Rustomji等使用基于溶剂体系的电解质，即专门使用在标准条件下通常为气态的组分，使得能够在扩展的温度范围内显示出具有稳定性和优异性能的宽电压窗口。使用二氟甲烷的电化学电容器随着工作电压增加，从-78 到 +65°C 显示出卓越的性能。
▌加利福尼亚大学：固体便捷式制冷器可在5秒让手机降低8℃
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校裴啟兵教授等人发明了一种固态降温仪器，测试结果表明，该降温仪器让一部三星智能手机电池的温度在5秒内降低了8℃。相比之下，空气降温技术在50秒内仅降低3℃。
▌可充电3D-镍锌电池：一种能量密集且更安全的锂离子电池替代品
三维（3D）锌的形状因素提高了镍-锌碱性电池在三种使用领域中的性能：（i）在原（一次使用）电池中理论放电深度（DODZn） >90％，（ii）以与锂离子相当的比能量和 >40％ 的 DODZn 下超过 100 的次高速循环，（iii）能够起停微型混合动力汽车所需要的数以万计的循环工作次数。
▌应用于锂离子电池中Si微米颗粒负极的高弹性粘结剂
添加质量分数5%的聚轮烷到传统的聚丙烯酸粘结剂中能够对聚合物网络产生极好的弹性，这源自聚轮烷中环的滑移运动。这种粘结剂组合甚至保持粉化的Si颗粒聚合但不在再分散开，使Si微米颗粒电极单位面积容量达到商业应用水平的同时循环寿命十分稳定。
钙钛矿
▌清华大学：在电场诱导下的双离子调控可逆结构三相相变
清华大学于浦副教授和吴健教授等人通过控制O2+和H+离子相互独立的嵌入和脱出，可实现在三个不同材料相间的可逆转变：钙钛矿型的SrCoO3-δ、钙铁石型的SrCoO2.5和新结构的HSrCoO2.5。研究这三种不同相的光学吸收性质，发现通过选择性的控制可见光和红外光的透过率，可产生双频段的电致变色效应，从而可应用于智能玻璃中。
▌东南大学：具备超高压电响应性能的有机-无机钙钛矿铁电体
东南大学的熊仁根教授与游雨蒙教授，美国托莱多大学的Yanfa Yan教授以及中国科学院深圳先进技术研究院的李江宇教授报道发现了一种单相有机-无机钙钛矿压电体Me3NCH2ClMnCl3(TMCM-MnCl3)。这铁电晶体展现出了优异的压电响应性能（d33 =185 pC/N），与BTO的压电系数（d33 =190 pC/N）十分接近。而其相变温度Tc也达到了406K，可在室温合成并且无毒性金属成分，这些特点都使得该种铁电晶体在医学、微机械等领域拥有广阔的应用前景。
▌Michael Gr?tzel：沉积过程中光对钙钛矿膜成核及形貌的影响
瑞士洛桑联邦理工学院的Michael Gr?tzel教授团队研究了有关光照对金属卤化物(碘化铅)和有机化合物(甲基碘化铵)反应影响的最新研究成果。采用两步连续沉积的形式，先沉积结晶形成碘化铅薄膜样品，再将所获得的碘化铅薄膜样品浸泡在甲基碘化铵(MAI)溶液中制成钙钛矿。光线对于目前使用的主要沉积方法(连续沉积法和反溶剂法)中的钙钛矿的形成速率和膜形貌有很大的影响。光激发结晶的发现不仅揭示了以前未知的电池光电子性质的变异性来源，而且开辟了调整钙钛矿形态和构造的新方法。
▌Michael Gr?tzel：稳定高效钙钛矿太阳能电池的离子和电荷载流子的分离工程
瑞士洛桑联邦理工学院的Michael Gr?tzel，上海交通大学的杨旭东，韩礼元团队在钙钛矿的光吸收层和电极层之间沉积了纳米碳层，通过扩散工程法抑制了钙钛矿材料中的劣态离子、分子的扩散，促进了光激发电荷的分离。与传统的提高扩散层厚度方法相比较，这一方法表现出三倍的抑制扩散的效率。
▌上海交通大学：无溶剂非真空途径制备大面积钙钛矿太阳能电池薄膜
上海交通大学韩礼元教授和杨旭东特别研究员团队研发出一种无溶剂、非真空的新沉积方案用于甲基铵卤化铅钙钛矿薄膜。它依赖于胺络合物前体到钙钛矿膜的快速转化，并随后施加压力。使用这种方式沉积的钙钛矿薄膜没有针孔而且高度均匀。更重要的是，新的沉积方法可以在低温环境中进行，有利于大面积钙钛矿装置的制造。
▌普渡大学：如鲨鱼般灵敏感知的钙钛矿材料
普渡大学（Purdue University）Shriram Ramanathan 教授课题组联合阿贡国家实验室 (Argonne National Laboratory)、罗格斯大学（Rutgers University）等研究团队首次发现，钙钛矿型稀土金属镍酸盐材料在模拟海水的环境中具有独特的与鲨鱼相似的灵敏弱电感知能力。具有强关联性质的稀土金属镍酸盐与鲨鱼的电感知器官具有相似的感知弱电场能力。在模拟海洋的水溶液环境中，当有电场信号出现，稀土金属镍酸盐的电导及光学性质会同时发生巨大的响应，印证了其具有电感应能力。
石墨烯
▌石墨烯包裹海绵快速清理粘性原油泄漏
清理粘性原油泄漏是一项全球性挑战。焦耳加热的石墨烯缠绕海绵（GWS）能以高吸附速度清理粘性原油。GWS 的焦耳热降低了原油的原位粘度，显著增加了 GWS 孔隙中的油扩散系数，从而加快了油吸附速率。
▌3D氮掺杂石墨烯泡沫用于高性能柔性锂离子电池
柔性电化学能量存储器件，有望用于柔性和可穿戴电子产品领域的电源，具有封装 Ge 量子点/氮掺杂石墨烯卵黄壳纳米架构的三维（3D）互连多孔氮掺杂石墨烯泡沫。这种材料具有高可逆容量（1220 mAh·g-1）、长循环能力（从第二至1000循环后，可保持超过96％的可逆容量）和超高倍率等性能（在40℃下超过800 mAh·g-1）。这项工作为未来开发基于石墨烯的3D 互连大容量高性能柔性储能系统电极材料奠定了基础。
▌通过石墨烯的远程外延实现基于二维材料的层转移
该研究技术使得任何类型的半导体膜都能够从它下面的衬底上通过 2D 材料复制，然后所得到的外延层可以快速释放并转移到感兴趣的基底上。该方法在非硅电子和光子学的背景下特别有吸引力，其中能重复使用石墨烯涂覆的基底，可以节省高成本的非硅基底。
▌轻质三维石墨烯组装体的力学行为和设计
尽管3D石墨烯在相对高的密度具有极高的强度，但是它的力学性能随着密度的增加而快速减小，比聚合物泡沫还要快速。研究结果给出了3D石墨烯组装体的临界密度，低于这个密度值它开始失去机械性能的优越性。
金属-有机框架
▌通过透射电子显微镜解开金属-有机框架的表面和界面结构
本文通过使用直接检测电子计数相机获取MOF ZIF-8 的 4.1电子/平方埃的超低剂量 TEM 图像，以保持结构完整性。
▌自然光驱动金属有机框架从空气中收集水
本文报导了基于多孔金属-有机框架 801[Zr6O4（OH）4（富马酸）6] 装置（MOF）的设计和演示。他们设计的设备利用一个太阳光照（1千瓦/平方米）的低热量自然光条件，从大气中捕获水。
▌用于高能效脱水的水解稳定的氟化金属-有机框架
水解稳定的氟化金属-有机框架 AlFFIVE-1-Ni（KAUST-8），可以选择性地从含有 CO2、N2、CH4 和天然气的典型高级烃的气流中除去水蒸汽，以及在含 N2 气流中选择性地除去 H2O 和 CO2。
▌多面体金属-有机骨架颗粒自组装成为三维有序超结构
金属-有机骨架（MOF）ZIF-8 的截角菱形十二面体颗粒可以自组装成毫米尺寸的超结构，这些有序的亚微米尺寸超结构材料可能最终有助于设计用于感测应用的三维光子材料。
碳纳米管
▌北大：精致设计的催化剂助力单壁碳纳米管可控手性生长
北京大学张锦教授研究团队通过控制活性催化剂表面对称性来控制水平SWNT阵列的手性，并在固态碳化物催化剂表面生长获得了具有受控手性的水平SWNT阵列。所获得的水平排列金属SWNT阵列平均密度大于20管/微米，其中90%的管具有(12,6)的手性指数。同时，还获得SWNT阵列半导体，其平均密度大于10管/微米，其中80%的纳米管具有(8,4)的手性指数。
