1、Science：雙層石墨烯中的可調激子

       美國康奈爾大學的Paul L. McEuen、加州大學伯克利分校的王楓副教授以及哥倫比亞大學的James Hone（共同通訊作者）等人在氮化硼中包覆高質量BLG，利用其光電流譜學觀察到了BLG中顯著的激子共振現象。這一現象具有窄線寬的特點，其從中紅外到太赫茲范圍均是可調的。這些激子所遵循的光學選擇規則與傳統半導體的激子截然不同，其電子贗自旋繞組數達到2。不僅如此，外磁場作用還可引發能谷-激子的分裂，其g因子可達20左右。這些現象的發現為探索電學可調石墨烯系統的激子物理學提供了功能性。

       2、Science：可扭曲三維機械超材料

       德國卡爾斯魯厄理工學院Martin Wegener（通訊作者）等人報道了微結構化的三維彈性手性機械超材料，克服了超材料扭曲嚴格為零的局限性。通過對柯西彈性力學理論的研究，設計，制造，表征和映射到微極有效介質參數三維手性微結構的機械超材料，扭曲自由度在質量上超越了柯西彈性。在靜態情況下，波長在理論上是無限大的，因此樣本大小L與單元格大小的比例是重要的。研究發現在所有毫米級的樣品上，測量的每個軸應變扭曲都超過2°/％。Martin等人設計的機械超材料在受外力時左右兩側顯著扭曲，指出了開發具有不尋常變形行為材料的更一般的策略。

       3、Science：降低晶體形核隨機性以獲得亞納秒級數據存儲速度

       中科院上海微系統與信息技術研究所饒峰副研究員和西安交通大學的張偉教授（共同通訊作者）等人通過材料計算設計的方法來調控相變材料的晶核形成速率，合成新型相變材料鈧銻碲(ScSbTe)，大幅降低形核時間，達到超高速的寫入速度，僅為0.7納秒。同時鈧銻碲器件的操作功耗相比于傳統鍺銻碲器件降低了近90%。通過材料計算，研究人員清晰地揭示了鈧銻碲超快結晶化以及超低功耗的微觀機理。

       4、Science：單金屬層中的高速等離子體調制器

       蘇黎世聯邦理工學院Masafumi Ayata和Juerg Leuthold（共同通訊作者）報道了一種速度達116千兆比特每秒的全等離子體電光調制器，包含了垂直光柵耦合器、分配器、偏振旋轉器、移相器等所有元素，均集成在單層金屬層中。該器件可以基于多種光滑襯底表面，且運行耗能低，因此等離子體器件可應用在超集成、高速且低成本科技中，在傳感和通信領域將應用廣泛。

       5、Science：任意幾何形狀拓撲空腔中實現非互易激光振蕩

       加州大學圣地亞哥分校Boubacar Kanté（通訊作者）等人報道了一種在通信波段工作，不受幾何形狀影響，集成非互易拓撲腔的新型激光器，從單向光子帶隙邊緣態受激輻射耦合到特定的波導輸出，其間隔超過10dB。非互易性源于在光子結構和特定拓撲不變量間邊界的單向邊緣態。研究結果為開發任意形狀的復雜拓撲電路開辟了新道路。

       6、Science：飛秒激光重塑制備具有超窄表面等離子體共振的金納米棒

       馬德里理工大學Andrés Guerrero-Martínez、Ovidio Pe?a-Rodríguez及CIC biomaGUNE的Luis M. Liz-Marzán（共同通訊作者）利用飛秒激光對金納米棒進行重塑，得到具有超窄局域化表面的等離子體共振帶。利用此方法可實現納米棒表面活性劑的表面密度和輻射影響間的精準平衡，因為低冷卻速率可產生劇烈的形態變化。研究結果為實現具有光學響應、接近理論極限的高品質金納米棒提供了一個簡單、快速、可重復操作的方法。

       7、Science：將甲烷直接轉化為氫氣和可分離碳的催化熔融金屬

       加州大學圣巴巴拉分校Horia Metiu和Eric W. McFarland（共同通訊作者）等人制備了27%Ni-73%Bi合金，可在1065℃條件下催化甲烷熱解反應，同時無CO2等無副產物生成，轉化率高達95%。并通過計算，表明此熔融催化體系中活性金屬為原子級分散帶負電，催化反應生成的碳會上浮并可被移除，避免了固態催化劑由于產物碳沉積而失效的問題。

       8、Nature：六邊形冰晶或非最穩定結構

       美國猶他大學Valeria Molinero（通訊作者）等人基于mW水模型（“冰中的熱動力學堆疊層錯”方法）利用取樣和自由能計算證實了當晶體尺寸增加至100000個分子以上時，立方和六邊冰層的混合熵使得無序堆疊的冰成為更穩定的相。230K時，無序堆疊的晶粒較六邊晶粒要穩定14 KJ/mol，成核速率也較基于傳統成核理論要快至少3個數量級。成核速率受溫度影響，這在全球氣候變暖的條件下影響下尤為顯著，也可能會影響到云的形成以及冰顆粒數量的模型。因此作者認為當從實驗條件轉變為云中發生的溫度時，要分析外推冰的成核速率，傳統的成核理論需要進行修正，應考慮冰晶尺寸對結晶的驅動力的影響。

       9、Nature：顆粒材料流變行為類同于復雜流體

       上海交通大學王宇杰教授和蒙彼利埃大學Walter Kob（共同通訊作者）等人利用X射線斷層攝影成像技術對準靜態循環剪切的三維顆粒系統的微觀動力學進行研究，證實了顆粒的微尺度弛豫動力學遵從一個振蕩剪切的規律，發現顆粒的分布和位移可由Gumbel定律描述，導致一般意義上認為的顆粒固體，其實是一種處在液固邊界的臨界相，在外部微擾下就會流化，更類似于復雜流體。

       10、Nature：原子級Rh分散催化劑催化甲烷氧化

       塔夫斯大學Maria Flytzani-Stephanopoulos（通訊作者）等人利用浸漬法，制備了一種原子級分散的單核Rh/Zeolite，Rh/TiO2催化劑，在溫和條件下使用氧氣和一氧化碳，可直接催化甲烷氧化為甲醇和乙酸。兩種產物為相互獨立的不同反應路徑，通過催化條件的改變，可對產物選擇性進行調控。這為甲醇直接氧提供了新的高活性催化劑，并為進一步優化催化劑和實際應用起到指導作用。

       11、Nature：非活化三級 C-H 鍵的位點和立體選擇性官能化

       埃默里大學Huw M. L. Davies（通訊作者）等人報道一種具有不同反應性的雙銠催化劑，這種新型催化劑能夠在最易接近的三級 C-H 鍵上精確選擇位點而不是二級C-H鍵。利用該催化劑，可以修飾一些天然產物，包括固醇、維E等。表明這種方法適用于復雜分子的后期功能化，通過選擇合適的催化劑可以實現不同位點的選擇性調控。擴大復雜催化劑的設計，可以進一步應用在 C-H 鍵功能化的調控和復雜分子的合成。