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2023年度Science-220篇



2023年度Science-220篇



1、材料基因工程:美国麻省理工学院开发了一个由集成机器学习工具驱动的闭环自主分子发现平台,以加速设计具有所需特性的分子。本研究展示了针对吸收波长、亲油性和光氧化稳定性的两个染料类分子案例研究。

文献链接:

Brent A. Koscher et al. ,Autonomous, multiproperty-driven molecular discovery: From predictions to measurements and back. Science 382, eadi1407 (2023). 

DOI:10.1126/science.adi1407

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi1407

麻省理工,Science!


2、气凝胶:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张学同团队发表评述

文献链接

Zhizhi Sheng, Xuetong Zhang ,Mimicking polar bear hairs in aerogel fibers. Science 382, 1358-1359 (2023). DOI:10.1126/science.adm8388

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm8388

中国科学院 苏州纳米所,最新Science评论文章!


3、气凝胶纤维:浙江大学柏浩团队,通过模仿北极熊毛发的核壳结构,将气凝胶纤维包裹在可拉伸层中,实现了隔热材料。

文献链接

Mingrui Wu et al. , Biomimetic, knittable aerogel fiber for thermal insulation textile. Science 382, 1379-1383 (2023).

DOI:10.1126/science.adj8013

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj8013

研究透视:浙江大学 柏浩 Science | 气凝胶纤维-隔热


4、沸石:浙江大学肖丰收团队报道了,利用脱铝β沸石以负载Cu纳米颗粒 (Cu/Beta-deAl) ,表明这些颗粒在200°C的甲醇蒸汽中变得更小,从~5.6纳米减小到~2.4纳米。
文献链接
Lujie Liu et al. , Dealuminated Beta zeolite reverses Ostwald ripening for durable copper nanoparticle catalysts. Science0, eadj1962
DOI:10.1126/science.adj1962
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj1962
研究透视:浙江大学 肖丰收 Science | 铜基纳米催化剂-沸石

5、光氧化还原催化剂:美国 哈佛大学Brandon M. Campbell,Daniel G. Nocera等利用[Ag(bpy)2(TFA)][OTf] 和Ag(bpy)(TFA)2配合物中Ag(II)中心的亲电性,通过可见光诱导的均裂homolysis,激活三氟乙酸 (TFA) 。
文献链接
Brandon M. Campbell et al. ,Electrophotocatalytic perfluoroalkylation by LMCT excitation of Ag(II) perfluoroalkyl carboxylates. Science0, eadk4919 DOI:10.1126/science.adk4919
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk4919
研究透视:配体-金属电荷转移LMCT-全氟烷基化 | Science

6、热电材料南京师范大学刘晨晗副教授、哈尔滨工业大学(深圳)陈祖煌教授和东南大学陈云飞教授等带领的团队,国际上首次提出基于反铁电-铁电可逆相变实现热开关的功能,开发了一种低压驱动的长寿命、大开关比和超快响应的反铁电热开关原型器件,并揭示了利用电场诱导反铁电-铁电相变进而实现导热系数k大幅可逆调控的内在机理。
文献链接
Chenhan Liu et al. ,Low voltage–driven high-performance thermal switching in antiferroelectric PbZrO3 thin films.Science382,1265-1269(2023).DOI:10.1126/science.adj9669
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj9669
Science:反铁电热开关

7、有机光伏南开大学陈永胜教授马儒军教授刘永胜教授联合开发了一种灵活且可持续的个人体温调节服系统,该系统集成了可直接从太阳光中获取能量的柔性有机光伏(OPV)模块和双向电致发光(EC)装置。
文献链接
Ziyuan Wang et al. , Self-sustaining personal all-day thermoregulatory clothing using only sunlight. Science 382, 1291-1296 (2023). DOI:10.1126/science.adj3654
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj3654
南开大学,最新Science!

8、石墨烯:法国 巴黎萨克雷大学(UniversitéParis-Saclay)A. Assouline,L. Pugliese,H. Chakraborti,P. Roulleau等设计了单个电子飞行量子位态的按需注入,及其在布洛赫球上的操纵。飞行量子比特是在高迁移率石墨烯单层的量子霍尔边缘通道中传播的准粒子Leviton。
文献链接
A. Assouline et al. , Emission and coherent control of Levitons in graphene. Science 382, 1260-1264 (2023). DOI:10.1126/science.adf9887
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf9887
研究透视:飞行量子比特-石墨烯 | Science

9、分子筛:浙江大学 崔稷宇Jiyu Cui,杨立峰Lifeng Yang,邢华斌Huabin Xing等报道了具有局部筛分通道的分子筛ZU-609,其特征在于分子筛门 和快速扩散通道。
文献链接
Jiyu Cui et al. , A molecular sieve with ultrafast adsorption kinetics for propylene separation. Science 0, eabn8418 DOI:10.1126/science.abn8418
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn8418
研究透视:浙江大学邢华斌/杨立峰Science | 分子筛

10、催化美国 普林斯顿大学(Princeton University)Jose B. Roque,Paul J. Chirik等报道了优化配体赋予了钴催化硼化的高位置选择性。钴催化剂,将硼从氟化物取代基取代两个碳,这是特别具有挑战性的目标位置。使用不同的硼试剂,可以将区域选择性转换到相邻的邻位。
文献链接
Jose B. Roque et al. ,Kinetic and thermodynamic control of C(sp2)–H activation enables site-selective borylation. Science 382, 1165-1170 (2023).
DOI:10.1126/science.adj6527
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj6527
研究透视:钴催化-硼化 | Science

11 量子信息美国 普林斯顿大学 (Princeton University)Connor M. Holland,Yukai Lu,Lawrence W. Cheuk报道单独制备分子的按需纠缠。基于可重构光镊阵列,制备了分子对之间的电偶极相互作用,确定性地创建了贝尔分子对。
文献链接
Connor M. Holland et al. , On-demand entanglement of molecules in a reconfigurable optical tweezer array. Science 382, 1143-1147 (2023).
DOI:10.1126/science.adf4272
研究透视:单个分子-按需量子纠缠 | Science

12 量子信息:美国 哈佛大学 (Harvard University)Yicheng Bao等,在Science上发文,报道了束缚在光镊阵列中,单个氟化钙(CaF)分子之间的偶极自旋交换相互作用。
文献链接
Yicheng Bao et al. , Dipolar spin-exchange and entanglement between molecules in an optical tweezer array. Science 382, 1138-1143 (2023).
DOI:10.1126/science.adf8999
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf8999
研究透视:冷分子-光镊 | Science

13、3D打印:美国 哈佛医学院(Harvard Medical School)Xiao Kuang,Yu Shrike Zhang等,杜克大学(Duke University)Qiangzhou Rong,Saud Belal,Junjie Yao等报道了一种自增强超声油墨(或sono-ink)设计及其聚焦超声书写技术,以用于深穿透声学体积打印。
文献链接
Xiao Kuang et al. ,Self-enhancing sono-inks enable deep-penetration acoustic volumetric printing. Science 382, 1148-1155 (2023).
DOI:10.1126/science.adi1563
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi1563
研究透视:体积3D打印-超声 | Science

14、铜氧化物超导:美国 哈佛大学(Harvard University) S. Y. Frank Zhao,Xiaomeng Cui,Nicola Poccia,Philip Kim等,利用低温组装技术,在图片晶体之间的原子尖锐界面上,构建了转角范德瓦尔斯vdW,约瑟夫森Josephson结(JJ),其质量接近本征约瑟夫森JJ的极限。
文献链接
S. Y. Frank Zhao et al. ,Time-reversal symmetry breaking superconductivity between twisted cuprate superconductors. Science0, eabl8371。
DOI:10.1126/science.abl8371
研究透视:铜氧化物超导-vdW | Science

15、材料基因工程:人工智能材料预测,会彻底变革电子产品、电池和太阳能电池产业。DeepMind公司发布了近数十万种潜在的新材料数据库。
文献链接
https://www.science.org/content/article/materials-predicting-ai-deepmind-could-revolutionize-electronics-batteries-and-solar
doi: 10.1126/science.ze9gai2
DeepMind新赛道:材料学的阿尔法 | Science评述

16、量子材料Hubbard模型理论:美国 斯坦福大学(Stanford University)Wen O. Wang等,松弛国家加速器实验室(SLAC National AcceleratorLaboratory)Thomas P. Devereaux等,基于数值方法,计算掺杂哈伯德Hubbard模型中的热输运和电荷输运,并观察到分离高温和低温行为的渡越。
文献链接
Wen O. Wang et al. , The Wiedemann-Franz law in doped Mott insulators without quasiparticles. Science 382, 1070-1073 (2023).
DOI:10.1126/science.ade3232
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade3232
研究透视:掺杂Mott绝缘体-热导率 | Science

17、纳米金属:重庆大学Qiongyao He,吴桂林Guilin Wu,黄晓旭Xiaoxu Huang等,在原位纳米力学测试前后,利用透射电子显微镜中的三维取向映射,跟踪了纳米晶镍中单个晶粒的晶格旋转。
文献链接
Qiongyao He et al. ,3D microscopy at the nanoscale reveals unexpected lattice rotations in deformed nickel. Science382,1065-1069(2023).
DOI:10.1126/science.adj2522
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj2522
研究透视:重庆大学吴桂林/黄晓旭 Science | 纳米金属

18、铁电聚合物:上海交通大学Shanyu Zheng,钱小石Xiaoshi Qian等,在Science上发文,基于有机晶体二甲基己炔二醇dimethylhexynediol(DMHD)作为三维牺牲模板,在聚偏氟乙烯三元共聚物的异质界面上,组装了极性构象。
文献链接
Shanyu Zheng et al. , Colossal electrocaloric effect in an interface-augmented ferroelectric polymer. Science 382,1020-1026 (2023).
DOI:10.1126/science.adi7812
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi7812
研究透视:上海交通大学钱小石Science | 电热材料-铁电

19、重费米子材料:美国 莱斯大学(Rice University)Liyang Chen,Douglas Natelson等,在Science上发文,实验测量了散粒噪声,以探测重费米子奇异金属 YbRh2Si2纳米线中载流激发的粒度。
文献链接
Liyang Chen et al. , Shot noise in a strange metal. Science 382, 907-911 (2023).
DOI:10.1126/science.abq6100
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq6100
究透视:奇异金属的散粒噪声 | Science

20、物理神经网络:瑞士 洛桑联邦理工学院 (EPFL) Ali Momeni,Romain Fleury等,在Science上发文,提出了一种由物理局部学习physical local learning (PhyLL) 算法,以增强简单深度神经网络架构,从而实现深度物理神经网络的监督和无监督训练,而无需详细了解非线性物理层的属性。
文献链接
Ali Momeni et al. ,Backpropagation-free training of deep physical neural networks.Science382,1297-1303(2023).
DOI:10.1126/science.adi8474
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi8474
研究透视:物理神经网络 | Science

21、碳酸盐矿物:美国密西根大学Joonsoo Kim,Wenhao Sun等通过原子模拟,研究发现白云石最初会析出阳离子有序表面,高表面应变会抑制晶体的进一步生长。
文献链接
Joonsoo Kim et al. ,Dissolution enables dolomite crystal growth near ambient conditions. Science382, 915-920 (2023).
DOI:10.1126/science.adi3690
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi3690
晶体生长,Science封面!

22、钙钛矿太阳能电池:中国科学院半导体研究所Shiqi Yu,Zhuang Xiong,游经碧Jingbi You等,报道了在氧化镍(NiOx)纳米粒子上,优化了[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸 [4-(3,6-dimethyl-9H-carbazol-9-yl)butyl]phosphonic acid (Me-4PACz)的自组装,基于过氧化氢处理,形成了具有高电导率的纳米粒子,这归因于Ni3+的形成以及用于键合的表面羟基。
文献链接
Shiqi Yu et al. ,Homogenized NiOx nanoparticles for improved hole transport in inverted perovskite solar cells. Science 382,1399-1404 (2023).
DOI:10.1126/science.adj8858
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj8858
研究透视:中国科学院半导体研究所游经碧 Science | 钙钛矿

23、热电材料:哈尔滨工业大学Liangjun Xie,Li Yin,Yuan Yu,刘紫航Zihang Liu,隋解和Jiehe Sui等,德国 亚琛工业大学Yuan Yu(一作)等,在Science上发文,基于密度泛函理论计算的相图预测,开发了一种热电界面材料TEiM筛选策略。
文献链接
Liangjun Xie et al. , Screening strategy for developing thermoelectric interface materials. Science 382,921-928 (2023).
DOI:10.1126/science.adg8392
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg8392
研究透视:哈尔滨工业大学隋解和/刘紫航Science | 热电

24、固体废弃物能源化:厦门大学马来西亚分校(Xiamen University Malaysia) Zheng Xuan Hoy,Kok Sin Woon等,在Science上发文估计,到2050年,全球固体废物产生量将达到25.6亿至33.3亿吨,实施骤然地技术和行为变化,会导致相对于2020年的净零变暖固体废物系统,进而导致110至270亿吨二氧化碳变暖,这相当于温度限制下的排放量。
文献链接
Zheng Xuan Hoy et al. ,Curbing global solid waste emissions toward net-zero warming futures. Science 382, 797-800 (2023).
DOI:10.1126/science.adg3177
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg3177
研究透视:厦门大学马来西亚分校 Science | 固体废弃物能源化

25、气溶胶:美国 加州理工学院(California Institute of Technology)Christopher M. Kenseth等,在Science上发文,通过独立合成真实标准品,阐明了臭氧分解α-蒎烯和β-蒎烯(全球二次有机气溶胶SOA的重要来源)产生二次有机气溶胶SOA中,几种主要二聚体酯的结构。
文献链接
Christopher M. Kenseth et al. ,Particle-phase accretion forms dimer esters in pinene secondary organic aerosol. Science382, 787-792 (2023).
DOI:10.1126/science.adi0857
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi0857
研究透视:二次有机气溶胶-SOA  | Science

26、镍催化:美国 北卡罗来纳大学教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill UNC)Changho Yoo,Alexander J. M. Miller等,伊士曼化工公司(Eastman Chemical company) Javier M. Grajeda等,在Science上发文,报道了富镍催化剂,匹配于咪唑衍生的卡宾或相应的盐。
文献链接
Changho Yoo et al. ,Nickel-catalyzed ester carbonylation promoted by imidazole-derived carbenes and salts. Science 382, 815-820 (2023). 
DOI:10.1126/science.ade3179
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade3179
研究透视:镍催化 | Science

27、富勒烯:南开大学孙忠明教授课题组长期致力于合成主族(金属)团簇,并研究其成键机制。通过发展高温固相合成结合金属有机合成的跨相合成策略。
文献链接
Yu-He Xu, Wen-Juan Tian, Alvaro Muñoz-Castro, Gernot Frenking, Zhong-Ming Sun* Science2023, 382, 840-843, 
DOI: 10.1126/science.adj6491
https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adj6491
南开大学 孙忠明组Science:全金属富勒烯

28、钙钛矿太阳能电池:美国 西北大学(Northwestern University)Cheng Liu,Yi Yang,Hao Chen,Ao Liu,Bin Chen,Mercouri G. Kanatzidis,Edward H. Sargent等,加拿大 多伦多大学(University of Toronto)Jian Xu(共同一作),在Science上发文,利用两种类型的功能分子,实现了钝化表面缺陷,并使少数载流子从界面反射到本体。
文献链接
Cheng Liu et al. ,Bimolecularly passivated interface enables efficient and stable inverted perovskite solar cells. Science 382, 810-815 (2023). 
DOI:10.1126/science.adk1633
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk1633
研究透视:钙钛矿太阳能电池 | Science

29、凝聚态物理:英国 贝尔法斯特女王大学(Queen's UniversityBelfast)P. Chudzinski,荷兰 拉德堡德大学(Radboud University)M. Berben, 浙江工业大学许晓峰Xiaofeng Xu等,在Science上发文,报道了如何在高度各向异性的一维导体



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