1. 從碳納米管紡線扭曲獲取電能
       （Harvesting electrical energy from carbon nanotube yarn twist）        很多實際應用都對機械能量收集器有需求，包括自供電無線傳感器，結構和人體健康監測系統以及從海浪中提取能量。Kim 等人報導了一種碳納米管紡線收集器，不需要外部偏置電壓的情況下，就可以將拉伸或扭轉機械能通過電化學轉換變成電能。拉伸卷曲紡線周期達到 30 赫茲時，每千克可以產生 250 瓦特峰值電力，當對紡線收集器重量進行歸一化后，每個機械循環每公斤可產生電能高達 41.2 焦耳。這些能量收集器已經用于在海洋中收集波能，結合熱驅動的人造肌肉將溫度波動轉換為電能，縫合成紡織品用作自動呼吸傳感器，以及用于為發光二極管供電和為存儲電容充電。（Science DOI: 10.1126/science.aam8771）

       2.對表面化學和約束動力學的光學成像
       3. 二維異質結構、多重異質結構以及超晶格的穩健外延生長
       （Robust epitaxial growth of two-dimensional heterostructures, multiheterostructures, and superlattices）        Zhang 等人報導了一種能使二維（2D）原子晶體的不同橫向異質結構、多重異質結構和超晶格穩健生長的通用合成策略。在順序氣相沉積生長過程中溫度擺動階段期間的反向流動使得能夠冷卻現有的 2D 晶體以防止發生非期望的熱降解和不受控制的均勻成核，從而實現非常穩健地逐塊外延生長。拉曼和光致發光測繪研究表明，廣泛的二維異質結構（如 WS2-WSe2 和 WS2-MoSe2），多重異質結構（如 WS2-WSe2-MoS2 和 WS2-MoSe2-WSe2）和超晶格（如 WS2-WSe2-WS2-WSe2-WS2）都可以由精確控制的空間調制輕松制得。透射電子顯微鏡研究揭示了具有明顯原子界面的清晰的化學調制。對 WSe2-WS2 橫向結點的電輸運研究顯示出了整流比達到 105 的二極管特性。（Science DOI: 10.1126/science.aan6814）

       4. 釕催化使相鄰二醇碳原子間插入 C-C 鍵：構成 II 型聚酮化合物
       （Ruthenium-catalyzed insertion of adjacent diol carbon atoms into C-C bonds: Entry to type II polyketides）
       5. 利用亞納米碳納米管孔隙來實現增強透水性和可調離子選擇性
       （Enhanced water permeability and tunable ion selectivity in subnanometer carbon nanotube porins）        利用碳納米管孔隙的快速水輸運方法提高了在下一代水處理技術中使用碳納米管的可能性。Tunuguntla 等人將水通過 0.8 納米直徑碳納米管孔蛋白（CNTPs）能夠將水分子限制在單縱鏈，這種透水性超過了生物水傳輸體和相對較寬的 CNT 孔一個數量級。進入納米管所需的分子間氫鍵重排決定了能量壁壘，并且可以通過對其進行操縱從而提高輸水速率。CNTPs 會阻止陰離子輸運，因此即使在超過海水水平的鹽度下，也可將其作為可轉換的離子二極管來配置調整其離子選擇性。這些性質使 CNTPs 成為用于開發膜分離技術的很有前景的材料。（Science DOI: 10.1126/science.aan2438）

       6.先進納米線量子器件的外延生長
       （Epitaxy of advanced nanowire quantum devices）        半導體納米線是實現各種低維量子器件的理想選擇。特別是當具有強自旋軌道耦合的半導體納米線與超導體接觸時，會出現具有非阿貝爾準粒子（例如：任意子）的物質拓撲相。為了充分發揮非阿貝爾任意子（它們是拓撲量子計算的關鍵要素）的潛力，它們需要在控制良好的編織操作中進行交換。用于編織的基本硬件是耦合到超導島的晶體納米線網絡。Gazibegovic 等人展示了一種用于普通自下而上合成復雜量子器件的技術，其特別關注點在于具有預定數量的超導島的納米線網絡。結構分析證實了納米線結點以及外延超導體-半導體界面的高結晶質量。作為納米線“標簽”的量子輸運的測量展現出了 Aharonov-Bohm 效應和弱反定位效應，表明是一個具有強自旋軌道耦合的相位相干系統。此外，在這些混合超導體-半導體納米線中展示出了具有接近感應的強超導能隙（亞能隙電導消失），表明了第一編織實驗所需材料的成功開發。這種方法為很有潛力成為各種量子器件關鍵部件的三維量子結構外延生長開辟了新的途徑。（Nature DOI: 10.1038/nature23468）

       7. 電催化薄膜中的納米擴散
       （Nanodiffusion in electrocatalytic films）        與現代能源挑戰相關的電化學反應催化引起了廣泛的研究興趣，電極上沉積的薄膜通常更傾向于同相催化。根據有效性和選擇性，這種薄膜的潛在多樣化可以通過將催化納米粒子噴灑在導電網絡上。與這種催化反應相結合，Costentin等人從理論上分析了基底擴散的各種模式（朝向納米粒子的擴散與薄膜線性擴散和溶液線性擴散）競相發生。通過一個包含所有實驗因素的無量綱參數，可以挑選出相應的納米擴散占主導傳質模式的條件。這些理論預測通過分散在Nafion薄膜上的Pt/C混合物進行了實驗驗證。納米粒子的密度和掃描速率作為實驗變量對該理論進行了檢測。（Nature Materials DOI: 10.1126/science.aan0202）

       8.理論計算引導探索熱電材料
       （Computationally guided discovery of thermoelectric materials）        熱電材料的發展潛力巨大，因此固態制冷和發電的發展潛力也是巨大的。迄今所取得的進展受到化學空間的廣度和多樣性以及實驗工作的連續性的限制。Gorai 等人對以下內容進行了綜述和討論：最近的計算進展是如何改變研究人員預測電子和聲子傳輸與散射和材料摻雜的能力，并調研了研究計算大型化學空間關鍵輸運性能的有效方法。這些高通量方法與實驗反饋相結合可以促進發現新類型的熱電材料。在較小的材料子集中，計算可以指導最佳的化學和結構調整，從而提高材料性能，并提供對潛在輸運物理學的深入了解。除了完善材料，計算還可以用于對結構和化學修飾（如缺陷、界面、摻雜劑和合金）的合理設計，用以對輸運性能進行額的外控制，從而優化性能。對材料搜索和設計的計算預測，正在成為探索發現熱電材料的新模式。（Nature Reviews Materials DOI: 10.1038/natrevmats.2017.53）