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 1、Science：新型界面結(jié)構(gòu)推進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)化進(jìn)程

埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)Yi Hou、Christoph J. Brabec（共同通訊）指出基于混合有機(jī)鹵化物鉛鈣鈦礦的薄膜太陽能電池進(jìn)一步商業(yè)化的主要瓶頸是器件中的界面損失。并經(jīng)過研究提出了一種通用的界面結(jié)構(gòu)，該界面由可溶液加工的，高度可靠性的和具有成本效益的空穴傳輸材料組成，使用這種界面結(jié)構(gòu)不會影響鈣鈦礦太陽能電池的效率，穩(wěn)定性或可擴(kuò)展性。鉭摻雜的氧化鎢（Ta-WO_x）/共軛聚合物多層膜提供小界面阻擋層，并且與各種可縮放的共軛聚合物一起形成準(zhǔn)歐姆接觸。在具有常規(guī)平面結(jié)構(gòu)和自組裝單層的簡單器件中，Ta-WO_x摻雜的鈣鈦礦太陽能電池實(shí)現(xiàn)的最大效率為21.2％，并具有超過1000小時的光穩(wěn)定性。通過消除額外的離子摻雜劑改善界面結(jié)構(gòu)大大提高了電池的綜合性能，這些發(fā)現(xiàn)將對其他有機(jī)物作為用于鈣鈦礦太陽能電池的空穴傳輸材料的研究提供重要的參考依據(jù)。

文獻(xiàn)鏈接：A generic interface to reduce the efficiency-stability-cost gap of perovskite solar cells（Science，2017，DOI:10.1126/science.aao5561）

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2、Science：美國可再生能源國家實(shí)驗(yàn)室提出生產(chǎn)可再生丙烯腈的新方法

美國可再生能源國家實(shí)驗(yàn)室Gregg T. Beckham（通訊作者）團(tuán)隊提出了一種使用3-羥基丙酸（3-HP）生產(chǎn)可再生丙烯腈（ACN）的新方法，所述3-羥基丙酸（3-HP）可由糖微生物產(chǎn)生。該方法通過用廉價的二氧化鈦固體酸催化劑脫水和氨氮化從3-羥基丙酸乙酯（乙基3-HP）獲得超過90％的ACN摩爾收率。隨后，該團(tuán)隊進(jìn)一步闡釋了一個基于這種化學(xué)反應(yīng)的大規(guī)模集成工藝，可以實(shí)現(xiàn)丙烯酸乙酯近乎定量的ACN產(chǎn)率（98±2％）。這種吸熱方法消除了反應(yīng)過程中失控的危險，并且比標(biāo)準(zhǔn)丙烯氨氧化方法獲得更高的產(chǎn)率，既避免氰化氫作為副產(chǎn)品同時也提高了工藝安全性并減少了產(chǎn)品處理要求。

文獻(xiàn)鏈接：Renewable acrylonitrile production（Science，2017，DOI:10.1126/science.aan1059 ）

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3、Science：Pt/CeO₂低溫活化一氧化碳

華盛頓州立大學(xué)王勇教授、美國新墨西哥大學(xué)Abhaya K. Datye（共同通訊）團(tuán)隊該研究證明了已經(jīng)熱穩(wěn)定的二氧化鈰（CeO₂）上原子分散的離子鉑（Pt²⁺）如何可以通過蒸汽處理（在750℃）進(jìn)行活化，以實(shí)現(xiàn)低溫一氧化碳（CO）氧化活性的目標(biāo)，同時提供優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，在Pt²⁺附近的CeO₂上形成新型的活性位點(diǎn)，改善了反應(yīng)條件。在氧化環(huán)境中，這些活性位點(diǎn)在800°C以下穩(wěn)定。蒸汽處理后，Pt²⁺催化劑可以在150℃下變得對CO氧化有活性。在模擬汽車尾氣的研究中，這種催化劑處理還改善了其對諸如碳?xì)浠衔锏绕渌矚獬煞值难趸钚浴?/p>

文獻(xiàn)鏈接：Activation of surface lattice oxygen in single-atom Pt/CeO2 for low-temperature CO oxidation（Science，2017，DOI：10.1126/science.aao2109）

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4、Science：晶界邊緣對二氧化碳電還原催化的選擇性增強(qiáng)

多晶材料通過經(jīng)過位移在晶界出會產(chǎn)生應(yīng)變區(qū)，因而有可能產(chǎn)生高能表面用以催化。材料催化活性與晶材料中的晶界密度被認(rèn)為有關(guān)聯(lián)性，但缺乏直接證據(jù)。斯坦福大學(xué)Matthew W. Kanan（通訊作者）等人研究利用電化學(xué)測量和具備微米分辨率的掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù)，表明金電極的晶界表面邊緣比晶粒表面對CO₂電還原為CO具有更高的催化活性，但與H₂析出反應(yīng)沒有可比的活性。研究結(jié)果為進(jìn)一步探索異質(zhì)催化劑中晶界效應(yīng)提供新策略。

文獻(xiàn)鏈接：Selective increase in CO₂ electroreduction activity at grain-boundary surface terminations（Science，2017，DOI: 10.1126/science.aao3691）

5、Science：磁性拓?fù)浣^緣體疇壁上的量子化手性邊緣傳導(dǎo)

對疇壁（DW）構(gòu)型和運(yùn)動的控制可以實(shí)現(xiàn)磁性和介電材料在微小外部磁場下的非易失響應(yīng)。東京大學(xué)K. Yasuda和Y. Tokura（共同通訊作者）利用磁力顯微鏡尖端設(shè)計并制造出在量子反?；魻枒B(tài)中的磁疇，通過運(yùn)輸測量證明了沿指定DW手性一維邊緣傳導(dǎo)現(xiàn)象的存在。研究結(jié)果可促進(jìn)低功耗的自旋電子器件的實(shí)現(xiàn)。

文獻(xiàn)鏈接：Quantized chiral edge conduction on domain walls of a magnetic topological insulator（Science，2017，DOI: 10.1126/science.aan5991）

6、Science：過渡金屬硫族化合物中激子凝聚的特征

伊利諾伊大學(xué)Luc Venema（通訊作者）等人利用動量分辨電子能量損失譜儀（M-EELS）研究過渡金屬硫族化物半金屬1T-TiSe₂中的電子集合模式。研究發(fā)現(xiàn)接近相變溫度后電子模式能量在非零動量處下降為零，標(biāo)志著等離子體波動變慢，價電子結(jié)晶成激子聚體。研究結(jié)果為三維固體中激子凝聚現(xiàn)象提供確信證據(jù)并證實(shí)可利用M-EELS研究量子材料中的價帶激發(fā)。

文獻(xiàn)鏈接：Signatures of exciton condensation in a transition metal dichalcogenide（Science，2017，DOI: 10.1126/science.aam6432）

7、Science：在二氧化硅載體上合成超小雙金屬納米顆粒

南卡羅萊納大學(xué)J. R. Regalbuto（通訊作者）設(shè)計了一種相對簡單、高效、普適的方法制備高度分散、良好合金化的雙金屬納米顆粒，該方法可實(shí)現(xiàn)貴金屬和堿金屬（Pt、Pd、Co、Cu、Ni）中任意兩種金屬的共同吸附，制造出分散均勻，合金化均勻，顆粒平均尺寸為0.9-1.4納米的負(fù)載型雙金屬納米顆粒。

文獻(xiàn)鏈接：Synthesis of ultrasmall, homogeneously alloyed, bimetallic nanoparticles on silica supports（Science，2017，DOI: 10.1126/science.aao6538）

8、Nature：“電鰻”啟發(fā)水凝膠軟電源

推進(jìn)技術(shù)與生物體的結(jié)合要求電源具有生物可相容性、機(jī)械靈活性，并能利用生物系統(tǒng)內(nèi)部的化學(xué)能。密歇根大學(xué)Michael Mayer（通訊作者）等人受電鰻啟發(fā)開發(fā)出一種軟電源。通過將陽離子和陽離子選擇性凝膠膜的重復(fù)排列形成微型聚丙烯酰胺凝膠，實(shí)現(xiàn)凝膠組分間離子梯度變化，體系堆疊后形成的導(dǎo)電通路可產(chǎn)生110伏的開路電壓，同時每凝膠電池平方米達(dá)到27毫瓦。這種電力設(shè)備可用以為下一代可移植材料如起搏器、傳感器或假體等設(shè)備供能。