Science十年震撼封面精選

【引語】

本文梳理了過去將近十年的時間裡Science雜誌的封面圖片，遴選與材料相關的封面報道，以期總結十年來的材料前沿發展成果。

圖文解讀

"http://science.sciencemag.org/content/321/5892/1072?_ga=2.230108636.1324494694.1502852921-756592328.1493999243">Science 321,1072（2008）

圖1

像光合作用一樣，利用陽光重整水中的化學鍵使之產生氫氣和氧氣是將太陽能轉化為染料的可行性辦法。能夠降低成本、提高效率的新型催化劑將是實現這一能量來源的關鍵。

Science 323,1455（2009）

圖2

這是一張通過模板控制成核方法製備的碳酸鈣多形體的假色掃描電鏡圖。這一實驗方法被認為與貝殼的自然形成過程相似。

Science 323,1705（2009）

圖3

封面展示了一張石墨烯單原子層的透射電鏡圖。當電子束誘導邊緣原子發射時，留存的邊緣碳原子重整從六變形排列成亞穩態構型。

"http://science.sciencemag.org/content/325/5947/1513?_ga=2.219695837.570054172.1503305523-756592328.1493999243">Science 325,1513（2009）

圖4

該封面展示了由直徑為1.4微米的三維金螺旋構成的光子超穎材料的示意圖。發光螺旋則代表了接枝在該手性材料上的偏振光。

"http://science.sciencemag.org/content/327/5961/72?_ga=2.243706433.570054172.1503305523-756592328.1493999243">Science 327,72（2010）

圖5

該圖描繪了氧化鉬納米輪圍繞尺寸更小的氧化鉬簇的景象。研究人員利用控制液流反應器展示以氧化鉬簇為模板實現納米輪自組裝並最終得到空心結構的過程。

"http://science.sciencemag.org/content/327/5973/1595?_ga=2.50767597.570054172.1503305523-756592328.1493999243">Science 327,1595（2010）

圖6

電子器件的小型化、柔性化以及高速化能夠促使硅的新型功能化、新型晶體管設計以及新型有機、無機材料的出現

"http://science.sciencemag.org/content/329/5991/550?_ga=2.42846689.570054172.1503305523-756592328.1493999243">Science 329,550（2010）

圖7

封面顯示了硫化鉛納米晶在溶液中自組裝形成二維聚集體以及微米尺度上的超薄單晶層。其上形成的密集、高度有序的油酸單層（暗藍色圓球）能夠驅動納米晶的有序附著，使得材料出現優越的光電導性能。

"http://science.sciencemag.org/content/331/6017/602?_ga=2.186706536.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 331,602（2011）

圖8

本期雜誌展示了氧化鋅納米線陣列的假色掃描電子顯微圖像。這種直徑在10-5-納米、長度在0.5-1微米的納米線在生物醫學診斷、電子器件微型化等眾多領域均有應用前景。

"http://science.sciencemag.org/content/332/6026/189?_ga=2.265334351.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 332,189（2011）

圖9

在這張圖片中， 當溫度下降到123開爾文以下時，磁體出現超導性能並可在釔鋇銅氧化物上方漂浮存在。

"http://science.sciencemag.org/content/332/6027/342?_ga=2.257083083.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 332,342（2011）

圖10

這是一張由複雜彎曲體構成的DNA納米構造的示意圖。研究人員利用DNA摺紙術將雙螺旋DNA彎曲並圍繞目標物的圓形輪廓即可形成這些複雜結構。

"http://science.sciencemag.org/content/332/6029/568?_ga=2.30985215.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 332,568（2011）

圖11

封面是一張在二氧化硅基質上的碳納米管的假色原子力顯微圖像。這些納米管被數十納米左右的間隙分隔，而這些間隙又可被相轉換材料比特所連接。

"http://science.sciencemag.org/content/333/6041/470?_ga=2.22142075.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 333,470（2011）

圖12

本期封面展現的是一維和二維RNA納米構造的示意圖。在細菌細胞內，單鏈RNA作為構建模塊可自組裝形成這些長度為100-200納米的RNA構造。利用這些構造研究人員設計組建了產氫的生物合成途徑。

"http://science.sciencemag.org/content/335/6074/1330?_ga=2.22660987.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 335,1330（2012）

圖13

該假色掃描電子顯微圖像展現了在硅柱上生長的被輪廓清晰的間隙分隔的8微米高鍺晶。在類似的結構中，晶片彎曲和層裂顯像消失，使得在硅基質上實現不同材料的單晶整合成為現實。

"http://science.sciencemag.org/content/336/6077/69?_ga=2.262252108.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 336,69（2012）

圖14

該圖片是石膏晶體的偏振光顯微圖像。這一自然和工業礦石是在作為前驅體的高溫相納米晶型燒石膏室溫溶液中偶然結晶得到的。對這一結晶過程的深入了解有助於發展規模可控的石膏晶體策略。

"http://science.sciencemag.org/content/336/6084/1003?_ga=2.102400833.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 336,1003（2012）

圖15

直徑約為100納米的半導體納米線被放置在由金屬帶構成的門結構上，並且分別與金電極和超導電極相互接觸。該電子器件可以被用於約束捕捉馬約拉納費米子。

"http://science.sciencemag.org/content/337/6098/1072?_ga=2.1754865.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 337,1072（2012）

圖16

本期封面藝術性地描繪了薄膜-納米顆粒等離子體系統。球形金納米顆粒通過一層超薄層非接觸性地耦合在金膜基質上，而電磁性的超熱點就會在間隙之間被激活。這系統可用於研究原子直徑尺度上的光相互作用。

"http://science.sciencemag.org/content/337/6102/1640?_ga=2.190884458.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 337,1640（2012）

圖17

這張圖片展示了生物可降解集成電路在水中部分溶解的現象。這一溶解特性在生物可吸收植入體、生物可降解環境監測以及可降解消費電子品等領域均有潛在的應用前景。

"http://science.sciencemag.org/content/338/6111/1177?_ga=2.260670029.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 338,1177（2012）

圖18

這張計算機生成模型圖展示了由合成DNA鏈自組裝形成的三維納米結構-DNA磚塊。通過對磚塊的選擇，研究人員合成了102種具有精緻表面和內部腔道的形狀。

"http://science.sciencemag.org/content/342/6159/720?_ga=2.261138381.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 342,720（2013）

圖19

這張碳同位素標記的石墨烯區域的拉曼分布圖像是將銅表面暴露在甲烷中得到的。這一數據可以提供生長參數對石墨烯生長的影響，也有助於製備厘米級石墨烯單晶。

"http://science.sciencemag.org/content/345/6192/55?_ga=2.261196749.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 345,55（2014）

圖20

該石墨烯雙層的封面藝術化地展現了兩六方碳晶格相互堆積的情形。而雙層石墨烯這一不同尋常的結構，在外場和外部電子的作用下能夠展現出獨特的量子效應。

"http://science.sciencemag.org/content/345/6201/1135?_ga=2.26781821.11092219.1503312102-1600406688.1471575299">Science 345,1135（2014）

圖21

這張藝術圖表現了微管絲在脂質雙層內葉的組裝過程。由分子機器提供動力，這種液晶態的微管可以產生包括持續振動在內的動態過程。

"http://science.sciencemag.org/content/347/6228/1349">Science 347,1349（2015）

圖22

連續液體界面生產（CLIP）利用可調的光化學過程可以將3D模型轉化為實物。研究人員利用紫外光和氧氣可以實現對樹脂的快速實物化。

"http://science.sciencemag.org/content/350/6260/530?_ga=2.115246848.60021673.1503504175-1600406688.1471575299">Science 350,530（2015）

圖23

該假色顯微圖展示了鋰氧電池在放電過程中在還原氧化石墨烯電極上生成微米級氫氧化鋰顆粒的情形。碘化鋰在充電過程中去除該微米粒子的作用可以使得電池高效並具有高能量密度。

"http://science.sciencemag.org/content/351/6271/365?_ga=2.73853717.60021673.1503504175-1600406688.1471575299">Science 351,365（2016）

圖24

本期封面是編織分子織物的示意圖。研究人員利用由有機分子構成的「線」在共價鍵作用下可「編織」形成三維有機共價網路，並且該種網路材料具有獨特的動力學以及機械性能。

"http://science.sciencemag.org/content/357/6350/475">Science 357,475（2017）

圖25

該圖形象地描繪了合成大分子梯狀腳手架的局部結構。結構的機械化學變形導致梯狀材料轉變為半導體聚乙炔納米線，也使得材料的性能發生了快速轉變。

本文由材料人學術組NanoCJ供稿，材料牛編輯整理。

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