2500次引用，200万次下载——CRPS创刊两周年庆
不知不觉，Cell Reports Physical Science（CRPS）已经创刊两周年了。作为Cell Press细胞出版社旗下一本高水平定位的开放获取期刊，CRPS发表的文章涵盖了材料科学、化学、生物医学、物理及工程学等物质科学各个领域的前沿成果。2021年，我们成功发表了来自25多个国家或地区的300多篇论文。我们为这些文章的质量和广度感到自豪。
CRPS在创刊当年就被Scopus数据库收录，2021年4月被Web of Science的Emerging Sources Citation Index（ESCI）收录。在2021年末，我们又收到了最新的喜讯：CRPS已被Science Citation Index Expanded（SCIE）收录，并将于今年迎来创刊后的首个影响因子！
CRPS的顺利发展离不开来自编委会、作者、审稿人以及读者的大力支持。在此，CRPS期刊编辑团队向大家表示诚挚感谢！我们也不会辜负大家的信任，将继续致力提高该刊的认知度与影响力，希望与大家共同见证CRPS的茁壮成长。
在创刊两周年之际，CRPS编辑团队精心挑选了以下十篇高影响力的文章，与大家分享。
基于环形液压元件的软机制仿生设计
生物学研究领域充满了可被用于机器人技术的软机制。最近，哈佛大学化学与化学生物学系Whitesides教授团队在Cell Reports Physical Science杂志中报道了一种新型柔软的环形静压器，它可用于执行生命和工程系统中的三个功能：夹持、捕捉和输送。研究者们首先演示了一种夹持机制，该机制使用管状倒置装置在静水压力下将物体封装在一张充满褶皱的弹性薄膜内。这种机制产生的夹持力可以取决于系统的几何和材料特性。接下来，研究者们演示一种类似于变色龙舌头的捕捉机制：膜的弹性用于为弹射反转过程（≈400 m/s2）提供动力以捕捉飞行物体（例如，弹跳球）。最后，研究者们展示了一种传送机制，该机制使用连续的反转 - 外翻过程将物体通过环形管的中心（~1 cm/s）。文中提出的混合硬-软机制可应用于软功能到机器人系统的集成。
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受木材磷光启发的木质素长余辉材料
有机长余辉室温磷光(RTP)是一种特别有吸引力的现象，但这一现象的实现仍有一定难度。受天然椴木余辉RTP的启发，东北林业大学材料科学与工程学院陈志俊教授和巴斯大学化学系Tony D. James教授通过将木质素限制在模拟木材基质的3D聚（丙烯酸）网络中，制备了一系列可持续的余辉RTP材料。通过改变干燥温度或交联密度，可以实现对这些材料RTP发射的微调。在各种3D聚合物网络中嵌入不同类型的木质素也可以产生余辉RTP发射，证明了这种制备可持续木质素基RTP材料的方法具有普遍性。基于木质素的RTP材料可应用于涂覆棉纤维，进而结合到发光纺织品中。
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作为微型机器人的仿生磁驱动液体操作
受控液体操作对于微流体传输、医学诊断和化学分析至关重要，因而引起了相关人员越来越多的研究兴趣。现有的液体操纵方法主要受到速度、空间和环境三个方面的限制。受大自然的启发，香港城市大学生物医学工程系Si Yifan博士后研究员和中国科学院理化技术研究所董智超研究员合作报道了一种基于内部超亲水铁珠与液体之间的粘附力的磁驱动液体精确操作方法，该方法可以在任意路径上驱动或停止4个数量级的速度和体积范围内的液滴，液滴速度可以达到∼2 m/s（2,000 体长/s）。这种方法打破了空间限制，允许液滴在3个维度上沿360°圆圈移动，并以任何梯度爬升/下坡。该团队介绍了一种在一般固体表面或液体环境中进行磁力驱动的液体操作的方法，并提出了水力机器人的概念，揭示了该成果在包括清洁和货物运输等软微型机器人领域的实际应用潜力。
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通过机器学习实现智能碳捕获
机器学习(ML)作为一种强大的方法，在碳捕获方面表现出巨大的应用潜力，有望发展成为一种有助于缓解气候变化的关键技术。基于这一点，麻省理工学院化学工程系T. Alan Hatton教授团队撰文揭示了ML如何从吸收方法到吸附方法，从分子水平到工艺水平，等许多方面改进碳捕捉过程。文章介绍了ML在预测吸收剂的热力学性质和改进吸收过程中的作用，讨论了吸附过程ML技术的应用前景，探索了包括选择固体吸附剂和设计工艺配置等在内的最具成本效益的工艺方案。文章还强调了机器学习的优势和相关风险，详细说明了训练机器学习模型所需特征的重要性，并确定了机器学习在碳捕获过程中所面临的的机遇。
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球磨法制备千克级贵金属单原子催化剂
近年来，单原子催化剂因其100 %原子利用率、独特电子-几何结构、优异催化性能，已成为新的研究热点，具有快速发展和工业应用潜力。然而目前单原子催化剂的制备量级大都停留在实验室的毫克-克级尺度，存在着放大效应、制备繁琐和污染严重等问题，难以实现工业化制备和批量生产。如何突破合成难题，实现催化剂批量、大规模制备，促使单原子催化剂真正从实验室走向工业化，是目前研究中的重大挑战。基于此，中山大学纪红兵教授、何晓辉副教授与北京大学马丁教授紧密合作，以性质非常接近的两种乙酰丙酮盐为原料，通过球磨法制备千克级单原子催化剂。通过这种方法制备的不同量级的单原子催化剂展现了非常类似的催化剂结构和催化性能，克服了放大效应，可轻松实现单原子催化剂的规模化制备。（该工作获得了细胞出版社 2020 中国年度论文奖，查看详情）
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脉冲锂离子电池提高未来电网的稳定性
由于发电和负荷的动态波动，可再生能源的大规模利用可能会导致电网不稳定。脉冲锂离子电池(LIB)能够在实现快速响应的同时提供高能量密度，可以有效地解决这一问题。预计到2030年，LIB的应用也有望从车辆扩展到电网，达到20 TWh。清华大学化学工程系张强教授和清华大学车辆与运载学院欧阳明高院士撰文重点介绍了脉冲锂离子电池(LIB)用于未来电网的机制、效果以及支持硬件，重点关注了脉冲运行对提高电力系统稳定性和电池微观演化的基本机制。文章指出，即使在大功率充电和低温操作下，具有适当参数的脉冲操作的LIB也可以实现优异的效果。文章介绍了LIB通过脉冲运行参与电网服务的潜力，并有望为实现其规模化应用提供前瞻性指导。
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光响应材料在抗菌领域的应用进展
近年来，由于光响应材料在抗菌领域的应用取得了巨大的成就，可用于伤口敷料、光催化水消毒剂、抗菌织物、生物医用植入体表面涂层、医疗器械表面涂层等诸多实际。依靠着材料的光热转换性能，或是材料在光的照射下产生的活性氧，光响应抗菌体系能够能在短时间内有效治疗感染、消除炎症。与传统的抗生素杀菌相比，光响应杀菌具有可控性好、毒性小、副作用小等优点。最重要的是，它在使用中不会导致细菌产生耐药性，因此有望成为减少抗生素滥用、克服细菌耐药性的有效杀菌手段。天津大学材料学院吴水林教授团队在这篇综述中，详细介绍了几种常见的光动力和光热转换机理；系统梳理了光响应抗菌材料领域的研究进程和最新研究成果；最后对这一研究领域目前存在的挑战和发展前景进行了总结，期望这篇综述能够吸引更多的研究人员关注到这一研究领域，设计并开发出性能更优异、更具实用价值的光响应抗菌体系。
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理论模拟为三维结构电池的发展“保驾护航”
除了实验研究外，模拟建模和分析是优化电池设计和了解3D电池电化学特性的另一个重要途径，如结构原理、电流和电压分布以及结构稳定性等。在这项工作中，苏州大学的王珍珠、倪江锋、李亮和阿贡国家实验室的陆俊等人系统地总结了电池模拟的理论基础及近些年三维结构的电池在理论模拟方面的进展，并对其后续发展提出了见解，旨在加强理论研究与实验设计的结合，促进储能电池的进一步发展。
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透明光伏器件的发展
近年来，结合了可见光透明度和太阳能转换的透明光伏（TPV）正被开发用于那些传统不透明太阳能电池无法实现的应用场景中，例如建筑物或车辆的窗户。韩国蔚山科学技术院（UNIST）能源工程系Kwanyong Seo研究团队发表综述文章，总结了目前发展透明光伏器件的策略。此外，还对透明光伏器件商业化的前景和可能的研究方向进行了讨论。
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废塑料的升级回收和催化降解
相关研究人员已经开发了各种技术来解决塑料回收的问题，但在实践中，塑料回收仍面临着相当大的经济和技术挑战。塑料废物的升级再利用是一个很有吸引力的替代方案，其目的在于挖掘塑料废物的内在价值，以实现其大规模增值。处理塑料废物污染的关键在于实现不可回收塑料废物的降解。本综述概述了塑料废物向增值产品的转化以及不可回收塑料废物的催化降解。南开大学环境科学与工程学院鞠美庭教授团队基于对传统回收技术和产品的考察，总结了将塑料转化为高价值和高性能燃料、化学品和材料的最新方法，重点介绍了将塑料催化降解为环境友好或可降解产品以及矿化为二氧化碳和水方面的相关进展，对该领域所面临的挑战和机遇进行了展望。
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CellPress细胞出版社
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