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轉(zhuǎn)眼邁入2017年，你是否依然馬不停蹄地奮斗在科研的第一線？你可曾想過(guò)梳理過(guò)去一年的科研進(jìn)展？本篇文章匯總了2016年Nature Nanotechnology的11期封面文章（第十期為紀(jì)念刊），期待通過(guò)回顧過(guò)去一年的全球研究亮點(diǎn)來(lái)開(kāi)啟你的2017科研路。

光響應(yīng)分子功能化的納米粒子可在紫外光照射下組裝成超晶（supracrystals），在可見(jiàn)光照射下又可解組裝。這種動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)可以誘捕溶液中的小分子并加速化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。本期封面圖片描繪了蒽在超晶結(jié)構(gòu)中的二聚反應(yīng)，反應(yīng)物不斷進(jìn)入的同時(shí)產(chǎn)物也被不斷排出。

封面文章：Reversible trapping and reaction acceleration within dynamically self-assembling nanoflasks（Nat. Nanotechnol.，2016，DOI：10.1038/nnano.2015.256）

生物離子通道控制著細(xì)胞膜跨膜運(yùn)輸，而人工合成此類通道的類似物可以應(yīng)用于傳感器和藥物釋放等領(lǐng)域，然而可控合成人工通道依然極具挑戰(zhàn)性。Stefan Howorka及其同事目前成功制備了仿生分子閥門，這種閥門可以用于控制物質(zhì)的雙層跨膜輸運(yùn)。該仿生閥門有DNA鏈組成，可以通過(guò)帶電荷基團(tuán)來(lái)識(shí)別有機(jī)小分子的輸運(yùn)。

封面文章：A biomimetic DNA-based channel for the ligand-controlled transport of charged molecular cargo across a biological membrane（Nat. Nanotechnol.，2016，DOI：10.1038/nnano.2015.279）

所謂違反貝爾不等式（bell inequality）可以被視為有能力創(chuàng)造和控制一對(duì)量子比特的量子態(tài)的證據(jù)。Andrea Morello等人證明了硅中一對(duì)量子比特存在貝爾不等式違反現(xiàn)象。本期封面圖片對(duì)磷原子量子態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化繪制，表現(xiàn)了作為量子計(jì)算核心的糾纏量子態(tài)的存在。

封面文章：Bell's inequality violation with spins in silicon（Nat. Nanotechnol.，2016，DOI：10.1038/nnano.2015.262）

水污染時(shí)刻影響著每一個(gè)人的生活，然而現(xiàn)有污水凈化方法成本過(guò)高。Raffaele Mezzenga以及Sreenath Bolisetty發(fā)展了一種由淀粉樣纖維以及多孔碳組成的雜化膜。利用這種成本低廉的過(guò)濾膜可以有效去除水中的放射性廢物以及重金屬離子。另外，這種淀粉基膜可以將重金屬離子污染物還原成金屬納米顆?；蛘呓饘俦∧?。

封面文章：Amyloid–carbon hybrid membranes for universal water purification（Nat. Nanotechnol.，2016，DOI：10.1038/nnano.2015.310）

Bernal雙層石墨烯（BLG）在電場(chǎng)作用下?lián)碛锌烧{(diào)帶隙，這一性質(zhì)在光電和電子領(lǐng)域均有深遠(yuǎn)的應(yīng)用價(jià)值。然而高品質(zhì)BLG的規(guī)模化合成一直是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。Rodney Ruoff，James Hone，Luigi Colombo以及他們的同事如今證明利用氧氣活化化學(xué)氣相沉積可以在銅箔上生長(zhǎng)出接近毫米級(jí)別并且?guī)吨党^(guò)100meV的BLG。本期封面圖片演繹了標(biāo)記有碳同位素的BLG的拉曼映射圖像，可以看到BLG呈六邊形并被單層石墨烯包圍。這種類型的拉曼映射圖像能夠幫助闡明BLG的生長(zhǎng)機(jī)制。

封面文章：Oxygen-activated growth and bandgap tunability of large single-crystal bilayer graphene（Nat. Nanotechnol.，2016，DOI：10.1038/nnano.2015.322）

用于在納米尺度控制磁性的工具對(duì)光學(xué)、電子學(xué)以及自旋電子學(xué)的發(fā)展是至關(guān)重要的。E. Albisetti，D. Petti，E. Riedo，R. Bertacco以及他們的團(tuán)隊(duì)如今為創(chuàng)造可完全重構(gòu)磁性納米圖案引入了一個(gè)新的概念，熱學(xué)輔助磁性掃描探針光刻（thermally assisted magnetic scanning probe lithography）。在這種方法里，熱納米尖端能夠在反鐵磁性/鐵磁性多層薄膜中實(shí)現(xiàn)高度的局域場(chǎng)冷卻。這一方法中，在不改變薄膜化學(xué)和拓?fù)鋵W(xué)的條件下，可利用可控的自旋狀態(tài)實(shí)現(xiàn)磁性納米結(jié)構(gòu)的可逆圖案化。

封面文章：Nanopatterning reconfigurable magnetic landscapes via thermally assisted scanning probe lithography（Nat. Nanotechnol.，2016，DOI：10.1038/nnano.2016.25）

傳統(tǒng)的電子電路是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，然而，非硅基器件也越來(lái)越受到研究的關(guān)注。Yong Yan，Scott Warren，Patrick Fuller以及Bartosz Grzybowski近期制備了僅僅基于功能化金屬納米顆粒的柔性電子電路。這種化學(xué)電子器件整合了用有機(jī)配體功能化過(guò)的金屬納米顆粒，可以檢測(cè)、加工和報(bào)告諸如濕度等化學(xué)信號(hào)。

封面文章：Chemoelectronic circuits based on metal nanoparticles（Nat. Nanotechnol.，2016，DOI：10.1038/nnano.2016.39）

神經(jīng)膜（neuronal membrane）能夠從附近的神經(jīng)元中收集并整合突觸后電位（postsynaptic potential）信號(hào)，當(dāng)這一信號(hào)值達(dá)到某一閾值后，將會(huì)觸發(fā)動(dòng)作電位。受此啟發(fā)，Tomas Tuma，Evangelos Eleftheriou和同事們利用工作時(shí)間尺度為納秒的單納米器件成功復(fù)現(xiàn)了這一整合-觸發(fā)功能。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員開(kāi)發(fā)了可在非晶和晶態(tài)之間進(jìn)行可逆相轉(zhuǎn)變硫族化合物材料。這些器件表現(xiàn)出內(nèi)在的隨機(jī)動(dòng)力學(xué)和生物神經(jīng)元類似性，在神經(jīng)形態(tài)計(jì)算領(lǐng)域?qū)⒂袧撛诘膽?yīng)用價(jià)值。

封面文章：Stochastic phase-change neurons（Nat. Nanotechnol.，2016，DOI：10.1038/nnano.2016.70）

納米機(jī)械器件在量子物理學(xué)和質(zhì)量檢測(cè)等領(lǐng)域均受到高度的研究關(guān)注。石墨烯基諧振器表現(xiàn)出高共振頻率以及多樣化機(jī)械模式等特點(diǎn)。利用低張力（low-tension）的石墨烯鼓（graphene drums），Mandar Deshmukh等人實(shí)現(xiàn)了張力介導(dǎo)的多模式非線性耦合并展現(xiàn)了增大諧振器運(yùn)動(dòng)振幅的能力。本期封面圖片就形象地展示了石墨烯鼓兩種模式的動(dòng)態(tài)耦合以及產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。

封面文章：Dynamical strong coupling and parametric amplification of mechanical modes of graphene drums（Nat. Nanotechnol.，2016，DOI：10.1038/nnano.2016.94）

安置單個(gè)原子技術(shù)的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)具有極高存儲(chǔ)密度的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)提供了可能。Floris Kalff等學(xué)者發(fā)展了一種新型技術(shù)，在這種技術(shù)中，銅晶體上的單個(gè)氯原子所在的位置均可被用于編碼。本期封面圖片是一張?jiān)颖忍貓D案的掃描隧道顯微圖像。

封面文章：A kilobyte rewritable atomic memory（Nat. Nanotechnol.，2016，DOI：10.1038/nnano.2016.131）

為了完成數(shù)種功能，DNA在自然狀態(tài)下呈現(xiàn)凝聚形態(tài)。這種DNA的凝聚展現(xiàn)出了缺乏空間組織性的多分散結(jié)構(gòu)。Simmel，Bar-Ziv以及他們的團(tuán)隊(duì)利用電子束在可光修飾（photo-modifiable）的生物芯片上進(jìn)行圖案化，可致使DNA樹(shù)突（DNA dendrites）崩塌形成一維纖維。這一系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了DNA微觀尺度圖案化，也可以與DNA納米技術(shù)聯(lián)合用來(lái)傳播生物信號(hào)。