借杨培东Nature Materials来谈谈科研创新的源动力：Always ask yourself why
前言：
“男神”杨培东课题组的这篇Nature Materials出来也有一段时间了，论文内容很好自然不必说了。今天对内容进行一些简单介绍，在此基础上跟大家来聊一聊：如何不断自我突破，保持创新。
研究基础
在分享这篇Nature Materials的同时，不得不提杨培东课题组2014年发表的Science（Science, 2014, 343, 1339-1343）：Highly Crystalline Multimetallic Nanoframes with Three-Dimensional Electrocatalytic Surfaces以及2015年发表的JACS (J. Am. Chem. Soc.2015,137,15817-15824): Atomic structure of Pt3Ni nanoframe electrocatalysts by in situ X-ray absorption spectroscopy.
这三篇论文可以看作杨培东课题组在Pt3Ni Nanoframe工作的三部曲。剖析和理解这三篇论文之间的关系对于我们拓展自身研究内容，更加系统深入地发展研究体系是很有帮助的。这里小编谈一点自己的看法，如果有不对之处，请大家指正。
Figure 1. Science, 2014, 343, 1339-1343
A. 2014年的这篇Science更多的是从电化学性能的角度出发，在已知Pt-skin structure具有高OER性能的基础上（V. R. Stamenkovic et al ., Science 2007, 315, 493–497）来可控合成Pt3Ni nanoframe，其氧还原反应的质量活性和比活性分别为商业化Pt/C催化剂的36倍和22倍。这篇论文的意义在于告诉人们：能合成！
B. 2015年的这篇JACS则是从材料的原子结构上进行理解，更加深入地探究催化剂结构与性能之间的关系。这篇论文采用in situ XAS来研究Pt3Ni nanoframe的表面结构。结果表明：Pt3Ni nanoframe的高ORR性能取决于Pt-skin表面结构的形成。如果Pt原子没有充分迁移到表面上去，所形成的nanoframe不是Pt-skin而是表面富NiO相，则其与吸附质分子之间的结合力更强，ORR活性较差；而那些成功形成了Pt-skin的nanoframe则表现出很好的ORR性能。这篇论文的意义在于告诉人们：什么好！
Nature Materials, 2016, DOI:10.1038/NMAT4724
C.而这次发表在Nature Materials上的这篇文章则是从材料形成的机理进行研究，提出了一种anisotropic phase segregation and migration mechanism。应该来说本篇论文是对整个体系的一个很好地补充，有了这篇论文之后，整个体系变得很完善了。从材料合成方法，材料形成机理到材料结构的理解，材料原子结构与性能之间的关系，催化反应机理等都有了较为系统地说明。本篇论文的意义在于告诉人们：为什么能！
实际上，纳米科学的日益发展已经极大地改变了纳米研究领域和催化研究领域。从纳米研究领域来说，人们已经不满足于发现好的合成方法了。在此基础上，好的研究论文一般都会进一步，要么是突显出这种合成方法的可控性，能够在某一应用领域取得较大突破，或者为材料结构性能关系的研究提供好的结构基础；要么，人们会深入研究这种可控合成的机理，对这种可控合成的深入理解将有助于设计和合成其它特异结构的材料，进而在某些领域的应用上取得突破。从催化研究来说，纳米合成的快速发展，使得催化材料变得非常丰富，特别是可控合成，为催化机理的研究提供了很好的平台。人们开始针对反应来设计具有特定结构的材料，并且利用这些特殊结构的材料作为平台来研究材料结构与性能之间的关系以及催化反应机理，并将这种关系作为一种指导思想，进一步来指导催化剂的合成与筛选。而一个完整的体系，往往是涵盖了上面所述的几个方面。所以，在进行研究的时候，当我们在研究一个体系的时候，应该总是问自己这么几个问题：
1）为什么要做这个体系，有何优点？能在哪些方面取得哪些突破？2) 如何来构建这个体系，这个体系的形成机理是怎样的？这种设计思想能否应用于其他体系？3）这个体系中材料与性能之间有怎样的关系？为什么这个材料会有这些性能？如何在此基础上进一步优化这个体系，进而取得更加优异的性能？
如果能够把上面这些问题都解决的话， 应该可以形成一个比较完整的体系，而在不断完善这个体系的过程中，围绕着这些问题，总是可以找到创新点：未知的总是新的！so，always ask yourself why!
研究内容
接下来晒晒这篇Nature Materials论文中的图，看看到底讲了些什么内容。
Figure 1. Formation process of the rhombic dodecahedra
作者通过控制合成条件减缓了反应速率，从而有利于对反应过程的监控。Figure 1所示为Pt-Ni菱形十二面体的合成过程：初始的小颗粒充当晶种，沿<111>和<200>方向择优生长。
Figure 2. Development of rhombic dodecahedra and corrosion to three-dimensional nanostructures.
图2所示为反应液变黑后样品生长不同时间（a. 3min, RD-3; b. 10 min,RD-10; c. 30 min, RD-30）所呈现的结构的TEM以及化学刻蚀Ni之后的结构TEM图。
Figure 3 STEM–EDS analysis of segregation and migration of Pt in Pt–Ni rhombic dodecahedra.
Figure 5. Summary of the complete growth process of a Pt–Ni rhombic dodecahedron.
整篇论文其实最终要说明的就是Figure 5这样一个过程，首先PtNPs为晶种，沿<111>和<200>择优生长，随后伴随Ni的沉积，Pt的迁移，Pt在表面的富集，最终形成Pt-skin的nanoframe.（具体内容请大家查阅原文）
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