鑽石舞台

Aggregate第三卷第四期 | 專刊上線！——納米科學：致敬Paul S. Weiss教授

本期由客座編輯新加坡國立大學劉斌院士和美國普渡大學Shelly A. Claridge副教授組織，共有14篇精彩文章，包括1篇Editorial，1篇Interview(Paul S. Weiss教授)，5篇Research Article和7篇Review，文章作者來自中國、美國、德國、加拿大、新加坡、比利時、法國、意大利和澳大利亞，快來閱讀吧！

新加坡國立大學劉斌院士

& 美國普渡大學

Shelly A. Claridge教授

劉斌

Shelly A. Claridge

客座編輯寄語，推薦了本期專刊的文章，介紹了Paul S. Weiss的科研經歷，研究方向和對科學界的貢獻。

主編唐本忠院士對話

Paul S. Weiss教授(UCLA)

唐本忠院士

Paul S. Weiss教授

主編唐本忠院士對話Paul S. Weiss教授，探討他的研究心路歷程、研究方向指導和對年輕人寄語。

新加坡南洋理工大學

陳曉東教授團隊

本綜述介紹了採用金納米組裝和複合材料進行器件製備的最新進展。從金納米材料的表面等離子共振效應開始，分別介紹了比色傳感器，光電器件和表面增強拉曼器件。接着，從導電器件角度，介紹了最前沿的柔性透明導體，可拉伸導體和可穿戴器件等。最後，對目前存在的挑戰和亟需解決的難題進行了總結，並對基於金納米結構的組裝體、複合材料的未來發展作出了展望。

加拿大麥吉爾大學

Dmitrii F. Perepichka教授團隊

有機化合物的室溫磷光(RTP)是較為罕見的發光現象，同時有機RTP材料可以用於組織成像、防偽技術、光動力療法和有機發光器件等，因此其在基礎和應用研究中都十分重要。大多數有機RTP分子依賴於重原子或羰基官能團來加速單線態到三線態的系間竄越，但在過去的幾年中，已有多篇關於含硼官能團誘導RTP的報道。該文綜述了近年來晶態含硼有機化合物的RTP研究，並分析了分子結構、分子間相互作用和磷光之間的聯繫。

德國漢堡大學I. Chakraborty研究助理

&英國斯旺西大學 C. Klinke副教授團隊

由數個到數百個原子組成的金屬納米糰簇 （Nanoclusters, NCs）因其獨特的物理和化學性質而受到深入研究，NCs 也成為從傳感到光伏的各種應用的合適候選者。本綜述總結了目前基於金屬NCs平台開發的可應用設備。首先，作者指出了NCs製備中典型的合成挑戰，然後介紹了基於 NCs 的設備並按其功能分類，包括太陽能電池、應變傳感器、化學或生物傳感器、晶體管和浮動存儲器以及其他設備。最後，作者簡要介紹了基於金屬 NCs 的設備當前面臨的挑戰和未來研究的機遇。

美國康涅迪格大學

孫陸逸教授課題組

α-磷酸鋯（Zr(HPO4)2·H2O, α-ZrP）是一種無機層狀材料。α-ZrP作為二維層狀材料可以通過剝離反應形成分散的單層（或數層）納米片，得益於α-ZrP納米片表面高密度並且有序排列的酸性羥基，α-ZrP納米片（1）具有很強的離子交換能力和質子傳導性，（2）容易實現表面改性，（3）容易與客體分子相互作用並促進組裝。這些優勢使得α-ZrP納米片可以成為組裝過程中非常好用的一塊塊「積木」。該綜述首先簡單闡述了α-ZrP晶體的各種合成方法，然後詳細總結了現今常用的剝離α-ZrP晶體以得到α-ZrP單層納米片的方法以及相關機理。

同濟大學許維教授團隊

近年來，掃描隧道顯微鏡（STM）和非接觸式原子力顯微鏡（nc-AFM）等表面研究手段結合理論計算為深入理解水和有機分子以及無機鹽（離子）之間的相互作用構建了表面模型體系，提供了亞分子甚至原子水平的實空間結構和性質的精準探測與精細表徵，而且也揭示了其動態過程與內在機制機理。本綜述立足於理解水在表界面上的物理化學特性，作者聚焦近年來利用表面科學手段探索水和有機分子以及無機鹽（離子）在表面上的相互作用方面的研究進展，着重突出了其微觀結構與演變過程。

美國加州大學葉濤教授

& 斯坦福大學顧去非博士團隊

固定了DNA的固體表面不僅對生物技術器件（例如生物傳感器）的研發有着深遠的影響，甚至可以調節和控制DNA納米結構的自組裝。近年來，藉助高分辨原子力顯微鏡，葉濤課題組首次在單分子層次研究了傳感器表面上的DNA探針的異質性和雜交動力學，在國際上第一次獲得了金表面上DNA探針分子的單分子高清圖像。本綜述總結了近期基於上述單分子成像技術所衍生出的一系列研究工作。

美國德克薩斯大學奧斯汀分校

鄭躍兵教授團隊

開發集成功能器件需要可靠的製造方法，包括提高分辨率以實現小型化、整合所需組件以提高性能，以及高通量以實現快速原型和大規模生產。最近，基於激光的氣泡筆光刻技術（BPL）已被開發，可以實現亞微米線寬、定製材料的原位合成以及各種功能部件和設備的按需圖案化。本綜述首先概述了BPL的實驗模型和理論理解。然後討論了BPL的優勢及其在量子點顯示、生物和化學傳感、臨床診斷、納米合金合成和微型機器人中的各種應用。最後，文章探討了BPL的挑戰，並對未來發展進行了展望。

美國塔夫茨大學

E. Charles H. Sykes教授團隊

為了更加了解AgCu催化系統的性質和功能，必須首先了解該合金的結構及其與氧氣的相互作用。因此，作者將亞單層的Ag近表面覆蓋在Cu(111)上，進行了一系列的掃描隧道顯微鏡實驗，從而以原子級分辨率在Ag/Cu界面觀察氧化反應的初始階段。該結果可視化呈現了AgCu 合金與氧相互作用和重組過程的詳細信息，也為AgCu合金作為氧化反應非均相催化劑的作用機理提供了洞見。

中國科學技術大學張學鵬研究員

& 張國慶教授團隊

近些年來，已被公認的AIE發光機制只有分子內運動受限，仍有一些AIE系統的機理尚不清楚。其中一個重要原因就是能夠產生AIE的有機分子往往結構非常複雜，在聚集態具有多種模式的分子間和分子內相互作用。本工作認為如果AIE確實包含各種在室溫下穩定的動力學聚集體的貢獻，那麼通過高溫向動力學聚集體提供能量，或通過降低動力學勢壘，可以加速動力學聚集態（例如玻璃態）向熱力學聚集態（例如晶態）的平衡。如果不同的聚集態對應不同的光物理性質，新製備的AIE體系和熱力學平衡的AIE體系可能會出現截然不同的熒光過程。

加拿大魁北克大學國立科學研究院

Federico Rosei教授團隊

異質外延生長是一個具有深遠基礎意義的過程，也是實現如 Ge/Si 量子點 (QD) 等納米結構的途徑。然而，精確控制 Ge/Si QD 的尺寸、形狀和成分是實際應用中的主要問題。本文通過低能電子顯微鏡 (LEEM) 對 Si(111) 上的 Ge 納米結構進行了原位和實時研究，從而能夠觀察到從潤濕層形成到 3D 島生長和衰減的轉變。這些觀察揭示了動力學和能量學在 Ge/Si 量子點演化過程中的作用，可以用來精確控制 Si (111) 上 Ge 納米結構尺寸、形狀、組成和分布。

比利時魯汶大學

Johannes Seibel 博士

& Steven De Feyter教授團隊

石墨表面 (GS) 的共價功能化在器件和納米複合材料的開發中具有重要意義。與使用外部模板或控制實現 GS 的共價功能化的策略相比，本文利用 GS 的化學和物理功能化的協同效應提出了一種自模板化策略。

美國費曼大學

Mary E. Anderson副教授團隊

表面錨定金屬有機框架（surMOF）可將納米多孔超分子MOF材料直接集成到架構中，以用於氣體存儲、化學傳感和能量存儲等應用。本工作系統研究了具有混合表面官能團的自組裝單層膜（SAMs）是如何影響surMOF膜的形成和形態，並將其應用於優化接觸印刷（μCP）方法來生產具有高質量surMOF膜特徵的圖案化自組裝膜。