请投票：为你最喜爱的Cell Press中国论文打call！
近年来，中国科学家在 Cell Press（细胞出版社）旗下期刊上发表的论文呈现井喷式增长。2018年，以中国内地机构为第一完成单位的中国科学家在Cell Press旗下研究类期刊上发表论文423篇，而2017年为178篇，2016年为144篇。中国科学家对科学的探索与发现正逐渐在自然科学的各个领域产生影响，除生命科学外，物质科学领域内的优秀论文也层出不穷。原创性研究的显著增加，让中国科学家对世界科学的贡献度与日俱增。
图片来自科学网
从图表可以看出，2017年比2016年增加34篇，涨幅为23.6%；2018年比2017年陡然增加了245篇，涨幅达137.6%。
往届回顾
“中国科学家与Cell Press”系列活动迄今已举办4年。我们每年会将上一年度发表在Cell Press旗下期刊上的第一完成单位来自中国内地、作者中包括单位来自中国内地的华人通讯作者的论文，收录成册，并结合文献计量数据，由合作伙伴中国科学报社邀请专家从中评选出 “年度论文”。
我们希望更多的年轻学者能够被这一趋势激励和启发，并且积极加入到Cell Press（细胞出版社）科研社群，通过获取和学习这些已发表的论文成果，为自己的科研工作带来灵感和启示，甚至在不远的将来也成为我们的作者之一。
所以今年，在往届活动基础上，我们邀请广大读者共同参与，从你们的角度通过网络平台为“最喜爱的2018年Cell Press中国论文”投票。也许你的科研工作受到了其中某篇论文的启发而获得突破性进展，也许其中某位中国科学家的研究成果对你的职业生涯影响深远，也许你被某篇论文的思路、方法或发现所打动……这些都可以成为你投票的理由。
投票评选规则
每位读者有一次投票机会，一次可投给多篇论文。
投票时间为 2019 年 5 月 22 日活动正式发布起，至 5 月29 日中午 12 时截止，为期 7 天。
主办方将根据网络投票结果评选出生命科学领域和物质科学领域“我最喜爱的 Cell Press 中国论文”各 3 篇。（如该论文已被评选为“Cell Press2018中国年度论文”，则获奖结果根据得票数量依次顺延，最终解释权归Cell Press细胞出版社所有。）
根据文献计量数据，我们在 423 篇论文中遴选出了最受关注的“生命科学”及“物质科学”领域候选论文各 10 篇，由你的投票决定 2018 年度“我最喜爱的 Cell Press 中国论文”最终花落谁家。（如该论文已被评选为“ Cell Press 2018 中国年度论文”，则获奖结果根据得票数量依次顺延，最终解释权归 Cell Press 细胞出版社所有。）
获评“我最喜爱的Cell Press中国论文”的作者将被邀请出席 6 月 12 日在京举行的“中国科学家与 Cell Press ”论坛，并接受 Cell Press（细胞出版社）及学术界嘉宾的颁奖。活动现已开放注册，座位有限，欲报从速→2019年度“中国科学家与Cell Press”活动开放注册了！
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全部候选论文中文摘要（上下滑动查看）
十篇生命科学候选论文摘要
Generation of Bimaternal and Bipaternal Mice from Hypomethylated Haploid ESCs with Imprinting Region Deletions
利用单倍体干细胞印记修饰产生孤雌和孤雄小鼠
Zhi-Kun Li, Le-Yun Wang, Li-Bin Wang, Gui-Hai Feng, Xue-Wei Yuan, Chao Liu, Kai Xu, Yu-Huan Li, Hai-Feng Wan, Ying Zhang, Yu-Fei Li, Xin Li, Wei Li,* Qi Zhou,* and Bao-Yang Hu*
摘要：
同性生殖的现象在动物中并不罕见，例如在爬行类的蜥蜴，两栖类的蛙以及多种鱼类中，都有“孤雌生殖”现象。作为有性生殖的补充，孤雌生殖能在缺乏雄性的情况下，维持个体的繁衍与种群的更新。与孤雌生殖对应的孤雄生殖则极其罕见，迄今只在一种斑马鱼中发现孤雄生殖。然而对于高等哺乳动物，无论孤雌生殖或孤雄生殖都不存在。科学家们人工构建出的孤雌或孤雄胚胎均在发育早期死亡。在爬行类和两栖类不存在、而在哺乳类进化出来的印记基因被认为是阻碍哺乳动物同性生殖的重要因素。
本研究结合单倍体干细胞技术和基因编辑技术，系统证明了哺乳动物中跨越同性生殖障碍需要经历的三步：1.单倍体干细胞展现出类似原始生殖细胞的“无印记”模式；2.在单倍体干细胞中对特定印记区段进行修饰，建立新的印记模式；3.结合卵母细胞注射或四倍体囊胚补偿技术获得孤雌或孤雄动物。基于此，本研究首次产生了在发育、行为和代谢上均正常的“孤雌小鼠”；并首次获得了只具有两个父系基因组的“孤雄小鼠”，证实了哺乳动物的孤雄发育障碍也可以被跨越。
本研究突破了哺乳动物同性生殖障碍，对理解基因组印记的进化、调控和功能具有重要价值，对探索印记基因相关疾病的诊疗以及哺乳动物的生殖模式具有重要意义。
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Mapping the Mouse Cell Atlas by Microwell-Seq
利用微孔板测序技术绘制小鼠细胞图谱
Xiaoping Han,* Renying Wang, Yincong Zhou, Lijiang Fei, Huiyu Sun, Shujing Lai, Assieh Saadatpour, Ziming Zhou, Haide Chen, F ang Ye, Daosheng Huang, Yang Xu, Wentao Huang, Mengmeng Jiang, Xinyi Jiang, Jie Mao, Yao Chen, Chenyu Lu, Jin Xie, Qun Fang, Yibin Wang, Rui Yue, Tiefeng Li, He Huang, Stuart H. Orkin, Guo- Cheng Yuan, Ming Chen, and Guoji Guo*
摘要：
长久以来，生命科学的研究主要基于群体细胞水平的分析，近几年所涌现的单细胞组学技术，使我们能够从单个细胞的水平上更为精确的解析细胞的分化、再生、衰老以及病变。
在本研究中，科研团队自主开发了一套完全国产化的Microwell-seq高通量单细胞测序平台，在提升现有单细胞技术精确度的同时，使得单细胞测序文库的构建成本降低了一个数量级。利用这一平台，团队对来自小鼠近50种器官组织的40余万个细胞进行了系统性的单细胞转录组分析，并构建了首个哺乳动物细胞图谱。
本研究全面涵盖了哺乳动物体内的各种主要细胞类型，并对每一种器官内的组织细胞亚型、基质细胞亚型、血管内皮细胞亚型和免疫细胞亚型进行了详细的描述，绘制了一幅精美的“细胞地图”。研究发现来自于不同组织的基质细胞，拥有完全不同的基因表达特征，对组织特异性微环境行使重要的调节作用。
同时本研究构建了小鼠细胞图谱网站，以及小鼠单细胞比对分析系统。任何单细胞表达谱数据都可以通过单细胞比对分析，寻找到它所对应的细胞类型和来源。这套系统对细胞命运决定的机制性研究，再生医学的移植前鉴定以及临床疾病的细胞水平诊断具有重要意义。
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Beetle Pollination of Cycads in the Mesozoic
中生代苏铁植物的甲虫传粉模式
Chenyang Cai*, Hermes E. Escalona, Liqin Li, Ziwei Yin, Diying Huang, Michael S. Engel
摘要：
与现生松柏类、银杏类等风媒裸子植物不同，自然条件下苏铁（俗称铁树）的传粉和繁殖需要昆虫协助完成，即苏铁是一类严格的虫媒裸子植物，传粉者主要包括多种甲虫和一些蓟马。苏铁目植物目前种类不多，但是它们起源很早，可以追溯到二叠纪。尽管中生代地层中苏铁类植物化石十分常见，但是一直缺乏苏铁传粉早期演化相关的直接化石证据。
课题组蔡晨阳副研究员和黄迪颖研究员对大量白垩纪中期缅甸琥珀（距今约1亿年）昆虫化石进行系统收集和研究，并通过与德国、美国以及上海师范大学等同行合作，发现一个形态特化的澳洲蕈甲科（Boganiidae）的甲虫新属种，并在这枚标本中发现许多聚集成簇的苏铁花粉。通过功能形态学、支序系统学和生物地理学等多学科综合研究，课题组证明了缅甸琥珀中新发现的甲虫与苏铁花粉代表了一种古老的裸子植物传粉模式，并认为这种传粉模式的起源不晚于侏罗纪早期，并一直延续至今。
这项研究对于认识中生代陆地生态系统中裸子植物与昆虫的协同演化关系具有重要意义。
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Cloning of Macaque Monkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer
利用体细胞核移植技术构建克隆猕猴
Zhen Liu, Yijun Cai, Yan Wang, Yanhong Nie, Chenchen Zhang, Yut ing Xu, Xiaotong Zhang, Yong Lu, Zhanyang Wang, Muming Poo, and Qiang Sun*
摘要：
体细胞核移植，又称体细胞克隆，即将体细胞注入去核的卵母细胞中，使体细胞在卵母细胞中重编程并发育为新的胚胎，进而获得动物个体。1997年，克隆羊“Dolly”诞生，之后许多其他体细胞克隆哺乳动物如雨后春笋般被相继报道出来。但在进化上与人类最相近的非人灵长类动物体细胞克隆却一直没有成功，成为一个世界性难题。
在本研究中，研究人员分析总结前人的工作经验，并通过不断的摸索和尝试克服了猴核移植过程中的显微操作、胚胎重编程等障碍。研究人员利用胎猴成纤维细胞作为供体细胞，对核移植胚胎进行TSA处理和Kdm4d mRNA注射，移植21只受体猴，其中6只怀孕，最终获得两只克隆猴“中中”和“华华”。通过微卫星分析和线粒体基因SNP分析，两只克隆猴“中中”和“华华”的核基因组信息与供体体细胞完全一致，而线粒体基因型则与卵母细胞供体一致。
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Identifying Medical Diagnoses and Treatable Diseases by Image-Based Deep Learning
一个基于深度学习的眼病和肺炎两大类疾病的AI诊断系统
Daniel S. Kermany, Michael Goldbaum, Wenjia Cai, Carolina C.S. Valentim, Huiying Liang, Sally L. Baxter, Alex McKeown, Ge Yang, Xiaokang Wu, Fangbing Yan, Justin Dong, Made K. Prasadha, Jacqueline Pei, Magdalene Y.L. Ting, Jie Zhu, Christina Li, Sierra Hewett, Jason Dong, Ian Ziyar, Alexander Shi, Runze Zhang, Lianghong Zheng, Rui Hou, William Shi, Xin Fu, Yaou Duan, Viet A.N. Huu, Cindy Wen, Edward D. Zhang, Charlotte L. Zhang, Oulan Li, Xiaobo Wang, Michael A. Singer, Xiaodong Sun, Jie Xu, Ali Tafre shi, M. Anthony Lewis, Huimin Xia, and Kang Zhang*
摘要：
本研究开发了一个基于深度学习框架能诊断致盲性视网膜疾病的人工智能（AI）诊断工具。而且，该AI诊断工具还可用于诊断小儿肺炎。这是一项将AI应用于医疗领域的重磅研究成果，有望高精确诊断多种可治疗性疾病。
在眼科治疗中，视网膜OCT（光学相干断层扫描）成像技术是最常用的诊断技术之一。通过获取视网膜组织的高分辨率图像，医生们能够精准地对眼病作出诊断。如果使用AI技术来识别和处理这些图片，可以肯定的是诊断效率会大大提高，甚至包括诊断的准确度。
课题组获取了超过20万张OCT图像，并使用其中的10万张图像开发一款深度学习算法，称为“迁移学习算法”（transfer learning algorithm）。迁移学习就是把已训练好的模型参数迁移到新的模型来帮助新模型训练。先让AI系统识别和学习视网膜OCT图像的特征，然后建立模型，再根据研究的内容进行迁移学习。传统的学习算法训练数据极大，特征提取困难，而这种模型只需要极少的训练数据量。
研究人员们使用OCT图像来检验这款算法，发现该AI工具的总体准确度达到了96.6%，灵敏度为97.8%，特异性达97.4%。将6位拥有丰富临床经验的专家的诊断结果与AI工具的诊断结果进行比对，发现在特异性和灵敏度上，两者并无明显区别。
此外，研究人员们只用了5232张胸部的X光片，进行AI系统的训练和迁移学习，开发了一款诊断儿童肺炎的AI工具，能达到92.8%的准确率、93.2%的灵敏度和90.1%的特异性。更厉害的是，它足以区分细菌性和病毒性肺炎。
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A Genetically Encoded Fluorescent Sensor Enables Rapid and Specific Detection of Dopamine in Flies, Fish, and Mice
新型可遗传编码的荧光探针实现在果蝇、斑马鱼和小鼠中快速特异地示踪多巴胺
Fangmiao Sun, Jianzhi Zeng, Miao Jing, Jingheng Zhou, Jiesi Feng, Scott F. Owen, Yichen Luo, Funing Li, Huan Wang, Takashi Yamaguchi, Zihao Yong, Yijing Gao, Wanling Peng, Lizhao Wang, Siyu Zhang, Jiulin Du, Dayu Lin, Min Xu, Anatol C. Kreitzer, Gu ohong Cui, and Yulong Li*
摘要：
多巴胺是神经系统中一种重要的单胺类神经递质，它介导了一系列重要的生理、病理过程。如何在自由活动的动物脑中特异、精准地示踪特定时间、区域的多巴胺释放是长期以来困扰神经科学家的技术难题。
为了解决这个问题，研究人员开发了基于G-蛋白偶联受体激活的多巴胺探针，简称GRABDA。当研究人员把探针表达在体外培养的细胞上时，外源多巴胺处理可引起高达90%的荧光变化信号，该荧光信号具有亚细胞级空间分辨率、亚秒级时间分辨率、只对多巴胺响应且亲和力达到纳摩尔级别。GRABDA能够在小鼠急性脑片上检测单个电刺激引起的多巴胺释放情况，还能在活体果蝇、斑马鱼和小鼠脑中检测内源多巴胺的动态变化。在自由运动的小鼠中，GRABDA准确报告了多种研究范式下多巴胺的释放情况，包括：光遗传学刺激、巴甫洛夫学习过程和交配行为。
综上所述，GRABDA能够在多种模式生物和行为范式中精准、快速地报告多巴胺水平变化。
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Tild-CRISPR Allows for Efficient and Precise Gene Knockin in Mouse and Human Cells
Tild-CRISPR可在小鼠和人类细胞中实现高效、精确的基因敲入
Xuan Yao*, Meiling Zhang, Xing Wang, Wenqin Ying, Xinde Hu, Pengfei Dai, Feilong Meng, Linyu Shi, Yun Sun, Ning Yao, Wanxia Zhong, Yun Li, Keliang Wu, Weiping Li*, Zi- jiang Chen*, Hui Yang*
摘要：
研究团队基于CRISPR/Cas9系统，设计了一种新的靶向整合策略Tild-CRISPR，通过PCR扩增或者精确酶切，获得含有800bp同源臂的转基因供体与Cas9 mRNA以及single-guide RNA一起注射到小鼠受精卵中。
相比现有的靶向策略，该方法在注射的小鼠胚胎中表现出最高的敲入效率，并成功地在6个不同的位点分别获得了从0.8kb到6.0kb不同长度外源基因的敲入小鼠。同时，与HR或HMEJ介导的方法相比，Tild-CRISPR在子宫内电转实验中显示了更强大的体内DNA敲入能力。
更重要的是，在人类胚胎中，Tild-CRISPR方法的基因敲入效率比HR介导的方法高12倍，这极大地促进了人类胚胎发育的研究以及疾病突变的修复。
综上所述，该工作建立了一种新的基因靶向整合策略Tild-CRISPR，通过体外PCR扩增或者精确酶切获得含有800bp同源臂的线性转基因供体，可以在小鼠和人的细胞中实现高效的DNA靶向整合，为研究体内的基因功能和开发潜在的基因疗法提供了新的思路。
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PD-1 Controls Follicular T Helper Cell Positioning and Function
PD-1对滤泡辅助性T细胞定位及功能的调节机制
Jingwen Shi, Shiyue Hou, Qian Fang, Xin Liu, Xiaolong Liu, Hai Qi*
摘要：
滤泡辅助性T细胞（Tfh）高表达PD-1分子。现有研究认为其对TCR信号的负向调节和与CD28分子的共刺激作用是其主要功能，但PD-1如何调节Tfh分化和功能并不清楚。
课题组的研究表明，通过结合旁观B细胞上的PD-L1分子，PD-1抑制T细胞的滤泡区迁移。该抑制作用由滤泡趋化因子受体CXCR5下游的PI3K信号介导，且不依赖于TCR的共刺激作用，且该作用需要ICOS信号拮抗。另外，PD-1抑制CXCR3在Tfh上上调，进而促进这些细胞迁移至生发中心区域，同时个体Tfh和GCB细胞上PD-1-PD-L1的相互作用，调控B细胞克隆选择和抗体亲和力成熟。综上，PD-1通过共刺激非依赖与依赖的方式，调控Tfh的组织定位及功能发挥。
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Moderate UV Exposure Enhances Learning and Memory by Promoting a Novel Glutamate Biosynthetic Pathway in the Brain
神经细胞内新型谷氨酸生物合成通路参与日光照射改善学习记忆
Hongying Zhu, Ning Wang, Lei Yao, Qi Chen, Ran Zhang, Junchao Qian, Yiwen Hou, Weiwei Guo, Sijia Fan, Siling Liu, Qiaoyun Zhao, Feng Du, Xin Zuo, Yujun Guo, Yan Xu, Jiali Li, Tian Xue, Kai Zhong, Xiaoyuan Song , Guangming Huang,* and Wei Xiong*
摘要：
日光照射可以影响情绪、学习以及认知等神经系统相关行为。然而，其分子和细胞水平的机制仍然不清楚。
本研究揭示了适度的紫外线照射可提高血液中的尿刊酸水平，随后尿刊酸会透过血脑屏障进入大脑。接下来，研究人员用自主研发的单细胞质谱技术并与同位素示踪技术相结合，揭示了神经元内的一条新型谷氨酸生物合成通路。日光照射引起的脑内谷氨酸合成增加，可使得海马和运动皮层中谷氨酸能神经元末梢释放谷氨酸增加，并引起与其神经环路相关的行为学改变，如增强动物的运动学习能力以及新物体识别记忆能力。
同时，本研究中所有经过日光照射所产生的神经细胞代谢、电生理活动以及动物行为学改变的结果，都可被直接通过尾静脉注射尿刊酸所模拟，也可以被尿刊酸酶（将尿刊酸转变为谷氨酸的关键酶）的抑制剂或短发夹RNA所阻断。
总而言之，本研究揭示了一条全新的脑内谷氨酸生物合成通路以及这条通路参与日光照射改善学习记忆的分子及神经环路机制。由于谷氨酸在大脑内具有参与细胞内蛋白合成、能量代谢以及兴奋性神经信号传递等多种重要的生理功能，因此该通路的发现对于了解大脑工作机理以及探索相关疾病发生机制都将起到非常重要的作用。
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Tumor-Induced Generation of Splenic Erythroblast-like Ter-Cells Promotes Tumor Progression
促进晚期癌症恶性进展的新型红细胞样亚群Ter细胞的发现
Yanmei Han, Qiuyan Liu, Jin Hou, Yan Gu, Yi Zhang, Zhubo Chen, Jia Fan, Weiping Zhou, Shuangjian Qiu, Yonghong Zhang, Tao Dong, Ning Li, Zhengping Jiang, Ha Zhu, Qian Zhang, Yuanwu Ma, Lianfeng Zhang, Qingqing Wang, Yizhi Yu, Nan Li, and Xuetao Cao*
摘要：
医学界对于癌症患者出现全身性异常变化越来越重视，但对于远端器官异常在晚期癌症转移以及恶性进展中的作用尚不十分清楚。
通过动态分析早晚期癌症宿主主要器官中的细胞异常变化， 在晚期癌症宿主肿大的脾脏中发现了一种称之为Te r 细胞的新型红细胞样亚群， 并发现此类细胞能够分泌大量的神经营养因子a r t emi n 入血而促进癌症转移和恶性进展， 将脾脏切除或者体内应用a r t emi n 抗体可以抑制癌症进展并延长晚期癌症宿主存活期。利用肝癌患者样本验证了该发现的临床意义。
该发现为癌症预后判断和干预治疗提出了新靶点新思路，丰富了人们对于晚期癌症患者往往伴随贫血以及精神应急性神经因子促癌恶化的认识。
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10篇物质科学候选论文摘要
Remote sp3 C–H Amination of Alkenes with Nitroarenes
镍氢催化的烯烃与硝基芳烃的远程氢胺化反应
Jichao Xiao, Yuli He, Feng Ye, Shaolin Zhu*
摘要：
现代有机合成追求更高效的合成策略，比如从简单易得的原料出发的惰性C-H键的直接官能团来构建复杂的有机分子。在烷基碳链上远程的惰性C-H位点挑战性地直接引入胺基，对胺类化合物的合成有具有极高的价值。
本研究发展了镍氢催化的烯烃远程氢胺化策略，通过串联镍氢催化的烯烃异构化和胺化反应，高效地实现了将工业上廉价易得的两种原料烯烃和硝基芳烃直接转化为高附加值的芳胺，为芳胺的合成提供了一种非常实用的策略。该反应条件温和、底物范围广、官能团兼容性好，能直接从烯烃异构体混合物出发区域归一化地得到单一的远程氢胺化产物。
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α-Quaternary Chiral Aldehydes from Styrenes, Allylic Alcohols, and Syngas via Multi-catalyst Relay Catalysis
利用多催化剂体系实现烯烃、烯丙醇与合成气到α-季碳手性醛的一步转化
Jing Meng, Lian-Feng Fan, Zhi-Yong Han*, Liu-Zhu Gong*
摘要：
生物体内复杂分子的合成能够在同一反应器（细胞）内、在不同催化剂（酶）的作用下通过串联反应实现，具有非常高的效率。而在实验室及工业界，复杂分子的合成仍主要通过多步反应才能实现，每一步反应需要在时间和空间上单独进行，且多数情况下需要对每一步的产物进行分离、纯化，时间与材料的耗费较大，同时产生大量的废弃物。
为了模拟生物体内的反应模式，科学家提出多催化剂接力催化体系的概念，在一个反应体系中同时使用多种催化剂来实现多个反应的串联过程，其中每一步反应在同一反应器中同时且有序地进行，能够极大地提高合成的效率。
烯烃的氢甲酰化过程是工业上规模最大的均相催化体系之一，年产量超过1000万吨。过渡金属催化的不对称烯丙基化反应是有机化学中选择性构建碳—碳、碳—杂原子键最重要的方法之一。
课题组团队通过多催化剂体系接力催化，首次实现了烯烃氢甲酰化/不对称烯丙基化串联反应，能够直接将烯烃、烯丙醇与合成气转化为α-季碳手性醛类化合物。反应所使用的混合催化剂包含两种金属（铑和钯）、两种相应的配体、一种手性磷酸和一种非手性胺，各个组分能够很好地兼容并高效实现整个转化过程，收率高达98%，对映选择性最高达到99%ee。
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Asymmetric Three-Component Reaction for the Synthesis of Tetrasubstituted Allenoates via Allenoate-Copper Intermediates
经由联烯酸酯—铜中间体的不对称三组分反应合成四取代的联烯酸酯
Yu Tang, Jian Xu, Jian Yang, Lili Lin, Xiaoming Feng, Xiaohua Liu*
摘要：
本文实现了α-重氮酯与末端炔烃和靛红的催化不对称三组分反应。该一锅法合成产生具有立体中心的轴向手性四取代联烯酸酯。在温和的反应条件下，手性胍盐/CuBr/YBr3催化体系能高效且高非对映和对映选择性地催化各种炔烃、芳香α-重氮酯和靛红反应。该方法能够实现Cu（I）参与的α-重氮化合物的不对称多组分反应（AMCR），并为α-重氮酯对末端炔烃的C-H键插入形成联烯酸酯-Cu（I）中间体提供有力的实验证据。
课题组还发现，在α-芳基重氮酯直接的对映选择性C-H键插入过程中，加入酸能提高胍盐/CuCl的催化效率。机理研究表明，协同的酸体系通过缔合相互作用带来更高的反应性，并提供同样有效的不对称环境。
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Copper-Catalyzed Asymmetric Defluoroborylation of 1-(Trifluoromethyl)Alkenes
铜催化1-（三氟甲基）烯烃的不对称脱氟硼化
Pan Gao, Chengkai Yuan, Yue Zhao, Zhuangzhi Shi*
摘要：
偕二氟烯基是药物设计中的常见片段，表现出与相应羰基取代基相似的空间和电子特性，因此其常作为羰基的等电子体。例如，二氟烯基化的生物活性酮和酯已被制备用于改善药物的生物活性、靶向特异性和代谢稳定性。因此，如何高效、快速构建以及转化偕二氟烯烃，具有非常重要的研究意义。
基于前期在铜催化立体专一性脱氟氢化以及不对称脱氟烷基化方面的积累，近期课题组又实现了含三氟甲基烯烃的铜催化不对称脱氟硼化，高立体选择性地合成了一系列含硼酸酯的偕二氟烯烃类化合物。由于所构建的手性碳硼键可以很容易转化成相应的碳碳键、碳氧键以及其它碳杂键,因此基于硼化学的多样性，可以快速、高效地合成各种羰基等电子体，用于生物和药物合成。
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Heat-Insulating Multifunctional Semitransparent Polymer Solar Cells
实现有机半透明太阳电池的发电与隔热综合应用
Chen Sun, Ruoxi Xia, Hui Shi, Huifeng Yao, Xiang Liu, Jianhui H ou, Fei Huang*, Hin- Lap Yip*, Yong Cao
摘要：
将一层兼具发电和隔热功能的半透明薄膜附着于窗户玻璃上，就可使房屋在夏天保持凉爽，冬天保持温暖，既能提高能源产率又能减少能源消耗。目前市面上已有多种玻璃隔热膜，隔热膜能够控制长波红外线及短波紫外线的通过，从而达到室内控温的目的。对于某些特殊场合，人们还可以通过引入多层光学调控层以实现隔断特定波长的太阳光线。因此，多功能玻璃膜对建筑的制热/制冷及照明能耗具有重要影响。
半透明有机太阳电池的许多设计思路与商用隔热膜非常相似：选择性透过可见光，而将其他部分光线吸收利用，从而产生电能。本工作将有机半导体材料制成半透明、质轻的薄膜，使玻璃窗成为发电设备和隔热设备。这种新型的玻璃薄膜能让可见光透过，并通过多层薄膜结构隔断红外波段光线，同时对近红外波段的光进行吸收利用，因而同时满足透光、阻隔热量和采光发电三个要求。
研究显示，使用这种薄膜理论上可帮助住户节省超过50%的用电量。薄膜的隔热率可在75%~90%的范围内调节，与市场上优质的玻璃隔热膜水平相当；而其光电转换效率已达9%，比现有基于非晶硅的半透明光伏电池还要高。此外，在低光强照射下，这种薄膜的光电转换效率反而更高，因此还有望利用夜晚的室内灯光产生可观电能。值得一提的是，这一研究是结合多领域应用的初次尝试，所以就光电转换性能看来，此电池性能仍有很大提升空间。
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Organic Batteries Operated at −70°C
低温-70℃下工作的有机物电池
Xiaoli Dong, Zhaowei Guo, Ziyang Guo, Yonggang Wang*, Yongyao X ia*
摘要：
锂离子电池在低温下使用面临许多技术性难题，通常认为制约锂离子电池低温性能的主要因素是低温下电解液凝固或者部分凝固导致其离子电导率较低。
本研究提出了一种以乙酸乙酯为溶剂的电解液，该电解液具有较低的冰点，在低温-70℃下仍保持有足够的离子电导率，并基于此电解液构建全电池体系，探索电池在低温下的充放电特性。
研究表明，除了电解液的冰点和低温下的离子电导率影响电池性能外，低温下锂离子脱溶剂化过程也是一个重要因素。采用传统的嵌入化合物电极材料的锂离子电池，由于其较慢的脱溶剂化过程，因而电池在低温-70℃下不能工作。研究人员因此建立了不基于嵌入—脱出机制的有机物电极材料组成的锂离子电池，该电池在低温-70℃下保持了常温容量的70%，表现出优异的电化学性能。
本研究在锂离子电池低温工作方面实现了新突破，也为发展低温锂离子电池提供了一定的科学依据。
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Powering the Future with Liquid Sunshine
“液态阳光”有望驱动未来世界
Choon Fong Shih*, Tao Zhang, Jinghai Li, Chunli Bai*
摘要：
当化石能源枯竭时，人类是否有应对之策？本文作者提出，在化石燃料枯竭的未来，“液态阳光”可能是解决问题的关键。
阳光是地球上最丰富的能量来源，但如果人们希望像“拨动开关”那样自如轻松地使用太阳能，则需要开发一套系统，将来自太阳的能量转化为稳定可用的能量形态，以便于储存、运输并配送至终端使用者。
然而，将阳光转化为可储存、可运用的形式可谓挑战重重，许多被认为有潜力的解决方案都面临着技术、社会及经济等多方因素的制约。该文章指出，其实大自然为人们指明了更为智慧且简洁的方法，植物可以获取阳光并将其转化为葡萄糖，葡萄糖既是能量的载体又能将其储存，并通过水溶液的形式输运。
作者提出，如果人类想要获取、储存及供给太阳能，关键就在于如何将其转化为稳定、可储存、高能量的化学燃料，如绿色醇类燃料。液态燃料的运输和配送并不困难，在对现有的基础设施和供应链进行一些改良后，便可广泛地加以运用。绿色醇类燃料以阳光为原料，其生产和利用将有助于满足人类在交通、工业和材料等终端应用领域的能源需求，保持生态平衡，对可持续发展起到至关重要的作用。
论文指出，当今世界的发展离不开化石燃料，而“液态阳光”将可能成就未来世界。因为绿色燃料来源于阳光，是可再生的不竭能源，在保护环境的同时，能够对未来多种现代化应用及服务起到至关重要的作用。
不过作者也指出，成功的转型始于多国协作和涵盖科学、技术、政策及产业的跨学科方法。通过号召人们努力实现经济可持续增长和环境保护的共同目标，作者对“液态阳光”在未来得以实现持乐观态度。
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Single-Atom Catalysts: Synthetic Strategies and Electrochemical Applications
单原子催化剂的合成策略与电催化应用
Yuanjun Chen, Shufang Ji, Chen Chen, Qing Peng, Dingsheng Wang* , Yadong Li*
摘要：
发展可持续、清洁的电化学能源转化技术是应对能源短缺和环境污染等挑战的重要措施，探索和发展性能优异且价格低廉的电催化剂有利于推动这些能源转化技术的商业应用。将单原子的概念应用于电催化剂制备能有效提高催化剂的性能，降低催化剂成本。在单原子催化剂中，完全暴露的原子能够提高活性位点的数量；低配位不饱和的状态和增强的金属载体相互作用能够提高活性位点的本征活性。这两方面的协同促进有利于提高催化剂的性能。
另一方面，高的金属原子利用率能够有效降低催化剂的成本。然而，单原子由于其比表面能大，容易迁移团聚，使得其在合成上存在诸多挑战。设计合成策略制备具有高活性、高选择性和高稳定性的新型单原子催化剂，以及在原子和分子尺度下研究催化剂的构效关系，逐渐引起了研究者的广泛关注。
本文总结了湿化学方法制备单原子催化剂的最新进展，着重讨论了合成单原子催化剂的核心要点：如何实现单核金属前驱体的原子级分散和如何防止形成的单原子的迁移团聚。文章进一步介绍了单原子催化剂在氧还原反应（ORR）、析氢反应（HER）和二氧化碳电还原反应（CO2RR）中的应用，着重讨论了单原子催化剂结构与电催化性能的构效关系。最后结合目前的研究现状和挑战，对单原子催化剂的研究前景进行了展望。
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Photocurrent Polarity Controlled by Light Wavelength in Self-Powered ZnO Nanowires/SnS Photodetector System
自供电ZnO纳米线/SnS光电探测器系统中光波长控制的光电流极性
Bangsen Ouyang, Kewei Zhang, Ya Yang*
摘要：
由于可独立且持续工作，自供电光电探测器有望在未来的纳米光电子器件中发挥关键作用。基于ZnO纳米线（NWs）和梭状SnS之间的异质结，课题组设计了一种自供电光电探测器，其具有宽范围的光响应和可调的光谱选择性。与传统器件不同，在ZnO NWs/SnS光电探测器中观察到了波长诱导的光电流极性，这使得器件能够区分紫外（UV）和可见（VIS）区域中的光子，这是由于它是通过ZnO NWs内部的焦热电极化电势（焦热电势）和SnS内部的热电极化电势（热电势）来切换界面调制的。
在690nm光照射的焦热电势下，可获得光电流增强（125%）和响应度改善（364μA/W）；而在365nm光照射的热电势下可获得-155μA/W的反向响应度。研究人员相信这种光电流极性可用于提高动态光传感/成像的分辨率。
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Printable Metal-Polymer Conductors for Highly Stretchable Bio-Devices
用于高度可拉伸生物器件的可打印金属—聚合物导体
Lixue Tang, Shiyu Cheng, Luyao Zhang, Hanbing Mi, Lei Mou, Shua ijian Yang, Zhiwei Huang, Xinghua Shi, Xingyu Jiang*
摘要：
液态金属如镓的合金在常温下不仅自身具有流动性，电流也能在其中流动，因而成为可拉伸器件和电路的理想材料。但是液态金属具有巨大的表面能（难以铺展），且其表面会自发形成绝缘氧化膜，这就使得液态金属在各种基底上的印刷成为一个难题。
为了克服液态金属的表面能，高效地破碎液态金属颗粒表面的氧化膜，课题组使用液态金属颗粒印刷—高分子浇注—高分子剥离的方法，得到了高导电、高弹性的液态金属—高分子复合物。在该复合物表面，液态金属的“岛”分布在高分子的“海洋”中，实现了与外部器件的连接；而在复合物内部，则是四通八达的液态金属“河流”，“河流”保证了复合物的高导电性和高弹性。整个制备工艺可在室温下进行，能够避免高温对高分子基底的破坏。
课题组将该复合物印刷在弹性的硅胶基底上制成高弹性电路，该电路在极端的应变条件下（>500%）也不会失效。他们还将复合物印刷在乳胶手套上制成键盘手套，该手套不仅能监控手部动作，而且能实现字符的输入。课题组进一步将该复合物制成电转染的生物电极，实现了活细胞基因的高效转染。本研究将有望大大增加电路的弹性，降低柔性可拉伸电路的制造成本，促进可穿戴设备、可植入器件以及柔性机器人等新领域的开发和应用。
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