1. 多晶薄膜中單晶粒缺陷動(dòng)力學(xué)的布拉格相干衍射成像
　　（Bragg coherent diffractive imaging of single-grain defect dynamics in polycrystalline films） 　　多晶材料的性質(zhì)取決于其晶粒的分布和相互作用。特別是，晶界和缺陷對(duì)于確定晶體對(duì)外部激勵(lì)的反應(yīng)至關(guān)重要。因此，觀察功能材料內(nèi)的各種晶粒、缺陷和應(yīng)變動(dòng)態(tài)是長(zhǎng)期存在的挑戰(zhàn)。Yau 等人報(bào)導(dǎo)了一種能夠揭示晶粒非均質(zhì)性包括應(yīng)變場(chǎng)和單個(gè)位錯(cuò)在內(nèi)的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以在反應(yīng)性環(huán)境中的原位條件下應(yīng)用：晶粒布拉格相干衍射成像（gBCDI）。利用經(jīng)受加熱的多晶金薄膜，Yau 等人展示了 gBCDI 如何以 10 納米的空間分辨率和亞埃級(jí)位移場(chǎng)分辨率在三維細(xì)節(jié)上解析單個(gè)晶粒中的晶界和位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)。這些結(jié)果為理解外部激勵(lì)下的多晶材料響應(yīng)和理論上設(shè)計(jì)特定功能鋪平了道路。（Science DOI: 10.1126/science.aam6168）

　　2. 橢圓偏振光激發(fā)增強(qiáng)石墨烯中的高次諧波產(chǎn)生
　　(High-harmonic generation in graphene enhanced by elliptically polarized light excitation) 　　石墨烯具有的電子性質(zhì)，使其可以產(chǎn)生一系列非線性光學(xué)響應(yīng)。最理想的非線性光學(xué)過(guò)程之一是源自強(qiáng)光場(chǎng)引起的相干電子運(yùn)動(dòng)的高次諧波產(chǎn)生（HHG）。Yoshikawa 等人報(bào)導(dǎo)了在室溫下由中紅外激光脈沖激發(fā)的石墨烯中高達(dá)九次諧波的觀察情況。石墨烯中的 HHG 被橢圓偏振激光激發(fā)增強(qiáng)了，而且所得到的諧波輻射具有特定的極化。所觀察到的橢圓率依賴(lài)性是通過(guò)固體中 HHG 的全量子力學(xué)處理再現(xiàn)的。零帶隙性質(zhì)導(dǎo)致了石墨烯中 HHG 的獨(dú)特性質(zhì)，Yoshikawa 等人的研究結(jié)果揭示了探討無(wú)質(zhì)量狄拉克費(fèi)米子的強(qiáng)場(chǎng)和超快速動(dòng)力學(xué)與非線性特征的可能性。（Science DOI: 10.1126/science.aam8861）

　　3. 用于高能效脫水的水解穩(wěn)定的氟化金屬-有機(jī)框架
　?。℉ydrolytically stable fluorinated metal-organic frameworks for energy-efficient dehydration） 　　天然氣在運(yùn)輸和使用之前必須脫水，但是，常規(guī)的干燥劑如活性氧化鋁或無(wú)機(jī)分子篩需要十分耗能的干燥劑再生步驟。Cadiau 等人報(bào)導(dǎo)了水解穩(wěn)定的氟化金屬-有機(jī)框架 AlFFIVE-1-Ni（KAUST-8），在狹小方形一維通道內(nèi)具有開(kāi)放金屬配位點(diǎn)和氟基的周期性陣列。該材料可以選擇性地從含有 CO2、N2、CH4 和天然氣的典型高級(jí)烴的氣流中除去水蒸汽，以及在含 N2 氣流中選擇性地除去 H2O 和 CO2。AlFFIVE-1-Ni 吸附劑所吸附的水分子完全解吸需要相對(duì)適中的溫度（?105℃），以及相對(duì)于常用干燥劑約一半的能量輸入。（Science DOI: 10.1126/science.aam8310）

　　4.三維 Ca2+ 成像促進(jìn)對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞生物學(xué)的理解
　?。═hree-dimensional Ca2+ imaging advances understanding of astrocyte biology） 　　通常通過(guò)二維鈣離子（Ca2+）成像對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞的通信進(jìn)行研究，但該方法尚未得出關(guān)于星形膠質(zhì)細(xì)胞在突觸和血管功能中作用的決定性數(shù)據(jù)。Bindocci 等人開(kāi)發(fā)了三維雙光子成像方法，并研究了整個(gè)星形膠質(zhì)細(xì)胞體內(nèi)包括在軸突-星形細(xì)胞相互作用過(guò)程中的Ca2+動(dòng)力學(xué)。在清醒小鼠以及腦切片中，發(fā)現(xiàn)單個(gè)星形膠質(zhì)細(xì)胞中的Ca2+活動(dòng)分散在整個(gè)細(xì)胞中，主要分布在區(qū)域之間，區(qū)域內(nèi)主要是局部區(qū)域，并且在區(qū)域和局部是不均勻分布。在此過(guò)程和終端都顯示了鈣離子在星形膠質(zhì)細(xì)胞中有頻繁的快速活動(dòng)，而體細(xì)胞中是活躍頻率較低的。在清醒的小鼠中的Ca2+活性高于腦切片中，特別是在終端和過(guò)程中，并且顯示出偶爾的多灶性細(xì)胞活動(dòng)。星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)時(shí)間相關(guān)的Ca2+點(diǎn)的最小軸突發(fā)射有局部響應(yīng)性。（Science DOI: 10.1126/science.aai8185）

　　5. 一種固態(tài)單光子濾波器
　?。ˋ solid-state single-photon filter） 　　線性光學(xué)量子計(jì)算的一個(gè)較強(qiáng)的局限性是基于不可區(qū)分的光子聚結(jié)的雙量子位門(mén)的概率運(yùn)算。實(shí)現(xiàn)確定性操作的一個(gè)途徑是利用原子躍遷的單光子非線性。通過(guò)原子光子相互作用調(diào)控，已經(jīng)用中性原子證實(shí)了移相器、光子濾波器和光子-光子門(mén)。半導(dǎo)體量子點(diǎn)的概念證明已有報(bào)道，但仍然受到低效的原子-光子界面和相位失真的限制。Santis 等人報(bào)導(dǎo)了一種在接近最佳量子點(diǎn)腔界面中的單光子水平的大型光學(xué)非線性高效單光子濾波器。當(dāng)用相干光波段探測(cè)時(shí)，該器件顯示出了約0.3±0.1個(gè)入射光子的最佳非線性閾值。Santis等人還證明了 80％ 的直接反射光強(qiáng)度由單光子 Fock 狀態(tài)組成，并且與單光子相比，二和三光子分量被強(qiáng)烈抑制了。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2017.85）

　　6. 納米機(jī)械諧振器中與能量相關(guān)的耗散路徑
　?。‥nergy-dependent path of dissipation in nanomechanical resonators） 　　能量衰減在諸如光發(fā)射、核裂變和量子系統(tǒng)中的耗散等很多現(xiàn)象中起著核心作用。能量衰減通常被描述為系統(tǒng)將能量不可逆地泄漏到外部環(huán)境中。Güttinger等人報(bào)導(dǎo)了基于多層石墨烯的納米機(jī)械系統(tǒng)中的能量衰減測(cè)量。隨著振動(dòng)模式的能量自由衰減，能量衰減速率會(huì)突然變化到較低的值。這一發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)測(cè)量模式與在高能量下諧振器的其它模式混合的模型來(lái)解釋。低于閾值能量時(shí)，模式是分離的，這會(huì)導(dǎo)致相對(duì)較低的衰減率和超過(guò) 100 萬(wàn)的巨大質(zhì)量因子。Güttinger 等人的工作開(kāi)辟操縱振動(dòng)狀態(tài)、利用完全不同的頻率下的機(jī)械模式調(diào)控混合狀態(tài)，以及研究這個(gè)高可調(diào)系統(tǒng)的集體運(yùn)動(dòng)的新的可能性。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2017.86）

　　7. 多鐵性材料中的巨型熱霍爾效應(yīng)
　?。℅iant thermal Hall effect in multiferroics） 　　介電和磁有序共存并相互耦合的多鐵磁性材料重新引起了人們對(duì)其相互關(guān)聯(lián)現(xiàn)象的關(guān)注，為研究很多新功能提供了基礎(chǔ)性的平臺(tái)。如電磁振子和磁熱傳輸這種系統(tǒng)中的基本激發(fā)受到晶格-自旋相互作用的強(qiáng)烈影響。Ideue 等人報(bào)導(dǎo)了多體系中磁性和聲子之間的空前耦合，即巨型熱霍爾效應(yīng)。絕緣極性磁體 （ZnxFe1-x）2Mo3O8 的熱傳導(dǎo)由聲子控制，但對(duì)磁性結(jié)構(gòu)非常敏感。特別是在亞鐵磁相中觀察到大的熱霍爾電導(dǎo)率，表明了非常規(guī)的晶格-自旋相互作用和新的用于絕緣體中霍爾效應(yīng)的機(jī)制。研究結(jié)果表明，多層材料的熱霍爾效應(yīng)可以成為強(qiáng)晶格自旋相互作用的有效探針，并為磁流控制熱電流提供了新的工具。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4905）

　　8.可印刷的含Ag納米粒子彈性導(dǎo)體
　?。≒rintable elastic conductors by in situ formation of silver nanoparticles from silver flakes） 　　可印刷彈性導(dǎo)體有希望用于醫(yī)療保健、可穿戴設(shè)備或機(jī)器人所需的大面積可拉伸的傳感器或致動(dòng)器網(wǎng)絡(luò)。具有金屬納米顆粒的彈性體是實(shí)現(xiàn)高性能的最佳方法之一，但是其大面積利用受到加工困難的限制。Matsuhisa 等人報(bào)導(dǎo)了一種可印刷的彈性導(dǎo)體，其中含有 Ag 納米顆粒，僅通過(guò)混合微米尺寸的 Ag 薄片、氟橡膠和表面活性劑便可原位形成。這種可印刷彈性復(fù)合材料在 0％ 應(yīng)變下表現(xiàn)出高于 4000 Scm-1（最高值：6,168 Scm-1）的電導(dǎo)率，當(dāng)拉伸至 400％ 時(shí)，其導(dǎo)電率為 935 Scm-1。Ag 納米顆粒的形成受表面活性劑、加熱過(guò)程和彈性體分子量的影響，能夠?qū)е码妼?dǎo)率的急劇提高。最后，他們還展示了用于可伸縮機(jī)器人的全印刷傳感器網(wǎng)絡(luò)，即使拉伸超過(guò) 250％，也能精確地檢測(cè)壓力和溫度。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4904）