1.納米顆粒中的等級(jí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性
　?。‥mergenceof hierarchical structural complexities in nanoparticles and their assembly） 　　最近，Zeng等人展示了納米顆粒自組裝可以達(dá)到和生物分子相同水平的等級(jí)性、復(fù)雜性和精確性。X-射線衍射分析確認(rèn)了這種在原子、分子和納米尺度的金納米顆粒的精確組裝結(jié)構(gòu)（具有80 p-methylbenzenethiolate表面配合基的246個(gè)金核原子）。他們還確定了引導(dǎo)這種組裝行為的驅(qū)動(dòng)力和規(guī)則。表層保護(hù)配合基能夠在納米顆粒表面通過C-H…π相互作用自組裝成旋轉(zhuǎn)和平行的花樣，并且對(duì)稱性和表面花樣密度決定了納米顆粒堆砌成晶體的方向。通過等級(jí)相互作用和對(duì)稱性匹配，簡(jiǎn)單的模塊能夠演化為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，代表了納米顆粒系統(tǒng)新出現(xiàn)的一種現(xiàn)象。（Science DOI: 10.1126/science.aak9750）

　　2.Al2O3層有效降低固態(tài)鋰電池界面電阻
　?。∟egatinginterfacial impedance in garnet-based solid-state Li metal batteries） 　　石榴石型固態(tài)電介質(zhì)由于具有高離子傳導(dǎo)率（1 mS/cm）、極好的環(huán)境穩(wěn)定性和寬電化學(xué)穩(wěn)定窗口（6V vs. Li）吸引了研究人員的注意。然而，目前為止很少有報(bào)導(dǎo)利用這類材料制成的高性能固態(tài)電池。主要挑戰(zhàn)在于石榴石電介質(zhì)和電極材料間的高固-固界面阻抗。最近，Han等人利用原子層沉積法制備超薄Al2O3有效解決了鋰金屬和石榴石電介質(zhì)之間的大界面電阻問題。由于降低的石榴石燒結(jié)溫度和增加的鋰離子傳導(dǎo)率，他們選擇了石榴石型Li7La2.75Ca0.25Zr1.75Nb0.25O12 (LLCZN)。在室溫下，界面電阻從1710 Ω/cm2降低到了1Ω/cm2，大幅降低了界面電阻。實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果表明氧化層使金屬鋰濕潤(rùn)并與石榴石電介質(zhì)表面、鋰化Al2O3界面接觸，促進(jìn)了有效的鋰離子傳輸。同時(shí)，他們演示了一個(gè)鋰金屬作為負(fù)極、石榴石做電介質(zhì)和高電壓正極的電池。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4821）

　　3.應(yīng)用于陽(yáng)光燃料和化工產(chǎn)品的材料
　?。∕aterialsfor solar fuels and chemicals） 　　將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為燃料和化工產(chǎn)品是儲(chǔ)存可再生能量的很有前景的方式，并且光電催化技術(shù)代表一種有效的途徑。然而，在發(fā)展這些技術(shù)的過程中存在無(wú)數(shù)科學(xué)挑戰(zhàn)，包括尋找合適的光吸收材料、為水解和燃料發(fā)展更有效的電催化劑以及理解催化劑界面如何作用等。Nørskov等人從技術(shù)經(jīng)濟(jì)和持續(xù)性、光子捕獲、催化劑設(shè)計(jì)和集成等方面綜述了這些領(lǐng)域和關(guān)鍵科學(xué)挑戰(zhàn)的最新里程碑式的進(jìn)展。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4778）

　　4.能量轉(zhuǎn)化方式和高效光伏電池材料
　?。‥nergy conversion approaches and materials for high-efficiencyphotovoltaics） 　　在過去的五年，光伏成本大幅減少，且轉(zhuǎn)化效率顯著提高。光伏已被確定為未來(lái)發(fā)電成本最低的方式之一。隨著工業(yè)發(fā)展，越來(lái)越清晰的問題是與面積相關(guān)的成本的降低，如封裝成本和現(xiàn)場(chǎng)安置成本。這些成本正在逐漸成為光伏發(fā)電總成本中的重要部分。這意味著工業(yè)上需要改進(jìn)目前主導(dǎo)商用的單結(jié)太陽(yáng)能電池，這種電池的能量轉(zhuǎn)化效率被Shockley-Queisser限制在30%以下。Green等人基于終極效率、材料需求評(píng)估了有潛力突破這一限制的多種方法及其發(fā)展前景。（NatureMaterials DOI: 10.1038/NMAT4676）

　　5.源自電化學(xué)界面的能量和燃料
　?。‥nergy and fuels from electrochemical interfaces） 　　固-液界面的研究進(jìn)展對(duì)于推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和利用可靠的、可負(fù)擔(dān)的環(huán)境友好型能量至關(guān)重要。Markovic等人綜述了有效電解水產(chǎn)氫、產(chǎn)氧和應(yīng)用于燃料電池的新材料的研究進(jìn)展。他們認(rèn)為對(duì)于共價(jià)和非共價(jià)相互作用間的協(xié)同效應(yīng)的理解程度是設(shè)計(jì)和調(diào)控實(shí)用催化劑的基礎(chǔ)。常見的衡量指標(biāo)，例如：基底-氫氧結(jié)合能和氫氧-氧化物和H—OH鍵形成的雙電層相互作用分別控制著氫氣和氧氣電化學(xué)，控制著水基能量轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存的效率。他們建立的水系和有機(jī)系環(huán)境的關(guān)聯(lián)性對(duì)于推動(dòng)燃料電池和其它電池的發(fā)展具有重要意義。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4738）

　　6.動(dòng)態(tài)重構(gòu)驅(qū)動(dòng)納米多孔金-銀合金催化劑
　　（Dynamic restructuring drives catalytic activity on nanoporousgold–silver alloy catalysts） 　　雙金屬納米結(jié)構(gòu)材料對(duì)于提高催化活性和選擇性具有很大的應(yīng)用潛力，而對(duì)于有效催化的預(yù)處理過程中動(dòng)態(tài)成分和結(jié)構(gòu)變化的了解卻很少。Zugic等人利用臭氧活化銀-金合金研究了活化產(chǎn)生功能性催化的雙金屬行為。他們觀察到催化活性是由合金的動(dòng)態(tài)改變引起。原位電子顯微鏡和X-射線光電子能譜表明主要的重構(gòu)和成分變化沿著催化功能路徑發(fā)生變化。暫態(tài)動(dòng)力學(xué)測(cè)試建立了重構(gòu)與三種氧形態(tài)的關(guān)系。他們還研究了表面銀濃度和重構(gòu)的變化影響。這些結(jié)果表明動(dòng)態(tài)變化的表征對(duì)于解開雙金屬催化劑材料的應(yīng)用潛力是十分必要的。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4824）

　　7.可持續(xù)能源之路
　?。═hepath towards sustainable energy） 　　隨著人類利用能源能力的增強(qiáng)，人類文明也在不斷的進(jìn)步。一系列工業(yè)和農(nóng)業(yè)革命已經(jīng)促使不斷增加的人口在溫暖和照亮家園、培養(yǎng)和灌溉莊稼、相互聯(lián)系和環(huán)游世界的過程中增加了對(duì)能源的消耗。所有這些過程均建立在人類對(duì)能源的發(fā)現(xiàn)、提取和使用上面?；谇鍧嵞茉串a(chǎn)生、轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸，以及電能和化學(xué)能的儲(chǔ)存、能量效率和更好的能量管理系統(tǒng)，材料科學(xué)研究正在不斷朝著一個(gè)可持續(xù)的方向發(fā)展。Zhu等人從光伏器件、電池、太陽(yáng)和化學(xué)燃料等方面評(píng)述了當(dāng)前新材料的發(fā)展及未來(lái)機(jī)遇。（NatureMaterials DOI：DOI: 10.1038/NMAT4834）