1. Nature：磷介导的吖嗪氟烷基化

农用化学品和候选药物如今正在包含越来越多的CF₃和CF₂H基团，表明氟烷基化在人体、病虫、植物之间的转化作用。而新型氟烷基化反应更是助长了这一过程；然而对在复杂的类药分子中进行碳氢键到C-CF₂X直接转变的研究目前还十分少见。科罗拉多州立大学的Robert S. Paton和Andrew McNally等人发展了一系列稳定的氟烷基化磷化物（fluoroalkylphosphine），能够将吡啶类化合物、类药片段、药物中的碳氢键进行直接转变，从而形成氟烷基化衍生物。研究显示，这一反应过程首先由磷盐形成启动，随后进行sp²-sp³磷配体耦合，最终实现磷介导氟烷基化。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03567-3

2. Nature：测量固体酸性

 与分子相比，测算固体单位点酸性是十分困难的，例如目前只有一些半经验和理论方法能够评价矿物表面的酸性情况。针对这一现状，奥地利维也纳技术大学的Ulrike Diebold团队开发了新型策略可测定氧化铟（111）（具有四种不同类型表面氧原子的模型氧化物）上单羟基的酸度。研究利用非接触原子力显微镜探测了氢键强度，并与DFT计算进行相对照。再通过将结果与气相分子的已知亲和性相关联，研究人员最终在原子级水平测定了氧化铟不同表面位点的质子亲和性，从而描述了其酸度状况。研究最后还表示，这一测量方法还能扩展到氧化钛和氧化锆等更多的氧化物上，表明了方法的普适性。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03432-3

3. Nature：强还原性零氧化态镁复合物

 单一金属复合物在其零氧化态下被认为是一种稳定并高度活性的单金属原子形式，对其进行分离具有相当的难度，这主要是因为其具有非常低的电负性和强大的氧化趋势。德国埃尔朗根-纽伦堡大学的S. Harder课题组以零氧化态镁复合物作为例子进行研究，发现尽管有机镁成分由其有机基团的亲核性和二价镁例子的亲电性定义，但零氧态镁复合物却具有能展现出亲核性和强还原性的金属镁中心，且后者可将钠离子还原成零价钠。研究认为，这一强大的还原能力使零氧态镁具有作为还原剂的应用潜力。

文献链接: https://www.nature.com/articles/s41586-021-03401-w

4. 中科院力学所&西安交大&清华Nature: 直接观测合金中的化学短程有序

由于尺度小、组成元素原子序数相差小、衍射强度弱等问题的存在，对合金中的化学短程有序这一本征微结构属性进行直接观测一直极具挑战性。针对这一问题，中科院力学所的武晓雷、西安交通大学的马恩以及清华大学的朱静等人合作利用TEM和计算模拟的方法，首次提出了中熵合金中存在化学短程有序及其位错交互作用的直接观测证据。研究利用配备能量过滤系统的双像差矫正透射电子显微镜，并综合使用高分辨成像等手段，清晰地观测到了VCoNi合金中的化学短程有序，同时获得了化学短程有序的电子衍射数据及其尺寸、组成和三维构型等信息，为理解中熵合金的基本微结构特征和设计高性能合金提供了思路。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03428-z

1 Science：具有超高扩散率的原子级离子晶体管 

生物离子通道可快速，有选择地控制离子通过原子级过滤器的传输，以维持生命机能。基于此，香港大学张翔教授报告了一种原子尺度的离子晶体管，该晶体管显示出超快且高度选择性的离子传输，该信号传输由单个还原石墨烯薄片制成，由石墨门通道中的门控控制。离子扩散系数比水中的扩散系数高两个数量级。由于水合离子插入的临界能垒，原子级离子传输显示出阈值行为。同时，原位光学测量表明，超快离子输运可能源于离子的高度密集填充及其在石墨烯通道内的协调运动

原文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6541/501

2 Science：含锡壳的InSb纳米线助力量子信息处理 

改进用于制备量子位材料的方法，对于量子信息处理的进一步发展至关重要，尤其是半导体-超导体异质结构，有望形成拓扑量子计算的基础。基于此，美国匹兹堡大学S. M. Frolov教授报道了生长涂有厚度均匀的锡壳（Sn）的半导体铟锑化物（InSb）纳米线。在Sn和InSb之间的界面上没有观察到相互扩散，同时隧道交界处是通过原位遮蔽来准备的。尽管Sn和InSb之间缺乏晶格匹配，但发现15纳米厚的锡壳会引起硬的超导间隙，超导在磁场中持续存在高达4 teslas。此外，Sn-InSb具有双电子电荷效应，这些发现提出了一种制造超导和拓扑量子电路的限制性较少的方法。

原文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6541/508

3 Science：多铁性材料中固有光学活性 

长期以来，控制物质的手性自由度一直是许多科学领域的重要课题。呈现出强磁电耦合的自旋-螺旋顺序，无论物质的原子排列如何，都会产生手性。基于此，日本东京大学Youtarou Takahashi教授报告了在多铁氧化铜中，对电活性磁激发，即电磁子，共振增强的自然光学活性。通过具有磁电耦合的磁感应手性证明了自然光学活性的电场控制。这些多铁材料固有的光学特性可能会使基于手性控制的光学器件进一步发展。

原文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6541/496

4 Science：重力为可再生能源电池供电

巨大的重力作为动力电池，能够存储释放的势能。同时，电动机变成发电机，向电网发送高达250千瓦的功率。调查表明，基于重力的小型设备现已投入运行，能够在从电网汲取能量和在几秒钟内将其送回，在两者之间进行切换。该设计提供了替代化学电池的替代方案，化学电池在全球能源存储市场中占据主导地位-化学市场与可再生能源齐头并进，可再生能源需要在阳光明媚或刮风时储存能量，并在面对电网时释放能量需求。作为少数基于重力的储能公司之一，这些公司试图改进一个固有的想法：在需求低时（通常是在夜间）向水泵抽水，然后释放水以发电，但是往往这些系统需要特定的地形，昂贵的基础架构。

原文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6541/446

本文由NanoCJ、CYM供稿。