Cell Reports Physical Science中国封面大赏
物质科学
Physical science
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，Cell Reports Physical Science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。自创刊以来，Cell Reports Physical Science上发表的论文已被下载320万次，并获得了8,000多次引用。
Cell Reports Physical Science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，我们又收到了喜讯：CRPS已被Science Citation Index Expanded（SCIE）收录。2022年6月我们迎来了创刊后的首个影响因子——7.83！
CRPS编辑部特为大家整理了自创刊以来登上期刊封面的来自中国的研究，这些文章一经发表便受到了全球主流媒体的广泛关注，在此与大家分享！
（按期刊出版时间排序，如有遗漏敬请谅解）
中国封面研究精选
Volume 1 Number 2
February 26, 2020
制备大孔隙结晶多孔材料通常由于材料内部易发生相互穿透、错层堆积或骨架稳定性差等问题而困难重重。为解决这些问题，美国西北大学Omar K. Farha团队联合复旦大学李鹏博士提出了一种基于“形状匹配”的分子间π-π堆叠相互作用的孔洞尺寸扩展策略，利用具有可延伸共轭体系的含有分子臂的苯基类基元自组装形成二维氢键有机框架(HOFs)结构。作者使用这一策略，避免了材料合成过程中的互穿作用或错层堆积现象，并增大HOF材料的孔径，成功获得了介孔材料：HOF-102。该材料的表面积约为2500 m2/g，并是现有报道中孔隙体积最大(1.3 cm3/g)的材料。更重要的是，作者利用粉末X射线衍射和N2吸脱附曲线证实所制备的HOF-102介孔材料，在经过极端的条件处理后，其热稳定性和化学稳定性显著增强。这一特性将有利于制备HOF-102/光纤复合材料，并实现了对芥子气类似物的高效光化学解毒。（查看详情）
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Volume 1 Number 3
March 25, 2020
南京工业大学林进义课题组联合南京邮电大学黄维院士团队发表研究论文，采用一步溶液处理的方法构建了分层均匀的发光共轭聚合物纳米线。这些纳米线具有均匀的晶体结构、高发光效率和各向异性的发射行为。研究团队还制作了具有单链激子行为的纳米线发光器件。通过控制纳米线的链状构象，可以实现基于自组装纳米线的多模型纳米激光。（查看详情）
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Volume 1 Number 7
July 22, 2020
鉴于液体燃料具有高能量密度及便于运输与储存等特点，液体燃料电池已被认为在便携式电子设备和电动汽车行业中具有较大的应用潜力。然而，液体燃料电池即便使用了贵金属催化剂，传统醇类燃料的反应动力学仍然缓慢，尤其是在室温环境下，极大限制了电池功率密度和能量效率。香港理工大学安亮课题组设计开发了一种新型发电系统——电燃料电池（e-fuel cell）。该系统在传统液体燃料电池结构基础上，使用具有高反应活性的电燃料（an electrically rechargeable fuel: e-fuel）作为电池燃料。在室温条件下，显著提高了液体燃料电池功率密度和能量效率。（查看详情）
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Volume 2 Number 3
March 24, 2021
图灵图案（Turing patterns）对化学和生物学的许多领域都很重要。大连化物所李先锋课题组在大分子（聚苯并咪唑）和金属离子反应的基础上制备了宏观规模的图灵形状膜。该系统形成的图灵图案是有规律的，且具备固有、易测量的波长。此外，得益于丰富的表面积，图灵形状膜性能表现优越。
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Volume 2 Number 5
May 19, 2021
近年来，柔性人工肌肉的发展使得机器人能够复现生物有机体中肌肉的驱动行为，然而目前开发灵活、可控和多功能的人工肌肉，仍然挑战重重。基于此，浙江大学邹俊教授团队通过将折纸的重折叠策略引入人工肌肉，使其可以使用不同的预编程折痕图案来实现多模变形。重折叠的人工肌肉，是受重折叠方形扭转折纸启发而来，其不同的扭转方向是通过对两个腔室依次施加真空，产生方向相反的扭矩来实现的。重折叠人工肌肉将扭转、弯曲、收缩等多种运动耦合为一体，通过单个或多个肌肉模块的组合（类似于“积木”），可以灵活生动地复现多种生物运动，包括抓手、肱二头肌伸缩、脖子、手腕、脚踝的双向扭转等。（查看详情）
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Volume 2 Number 6
June 23, 2021
目前PDMS褶皱薄膜的制备主要通过等离子体、紫外光辐照或金属薄膜沉积，结合预拉伸或加热冷却的方式实现，这些手段往往需要昂贵的设备，无法大规模制备，并且难以构建纳米尺度褶皱，限制了褶皱结构材料的商业化与进一步应用。西南交通大学杨维清教授与美国加州大学洛杉矶分校陈俊教授在Cell Reports Physical Science发表封面论文，通过将水蒸发引起的分子间作用力引入高分子聚合，提出了一种低成本、大面积的聚合物纳米褶皱制备方法，并应用于高效生物机械能收集与自驱动触觉传感。
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Volume 2 Number 9
September 22, 2021
温州大学侴术雷课题组利用一系列Fd-3m尖晶石和层状P2/P3异质结构作为概念验证材料，展示了在高压循环过程中对多相结构演变的精确操纵。研究展示了高压循环过程中，随着替代物含量的变化而出现的多相演变，并观察了煅烧过程中的动态形成过程和三相异质结构的原子排列。
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Volume 2 Number 12
December 22, 2021
超润湿性和光催化是界面科学的两个重要性质。具有稳定（超）亲水性和（超）疏水性的光催化剂已被广泛研究报道。然而，在同一表面上实现长期稳定的响应型湿润性和光催化的工作鲜有报道。基于此，中国地质大学（武汉）夏帆教授课题组研发了一种强机械性能的超润湿油漆涂层，它同时具有温度控制的可逆超润湿转变和可控的光催化性能。在温度高于25℃时，涂层显示（超）疏水的性质；而当温度小于25℃时，涂层显示（超）亲水性。即使经过砂纸磨损、刀片刻划、手指擦拭和紫外线照射的处理后，超疏水和超亲水的转变依然能够实现50次的可逆循环。同时，涂层表面的抗紫外线性能保证了响应型超润湿性和光催化的长期共存。（查看详情）
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Volume 3 Number 1
January 19, 2022
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。（查看详情）
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Volume 3 Number 2
February 16, 2022
AIE聚焦诱导发光专刊
本期专刊重点介绍聚集诱导发光（AIE）这一新兴领域的最新研究进展，由客座编辑王东教授和唐本忠教授合作组织，突出介绍了AIE材料的设计和应用，并重点展望了该领域未来的探索方向。(查看详情)
Volume 3 Number 3
March 16, 2022
华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室杨荣贵教授、大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室温荣福教授团队联合提出了一种耦合微汽泡和毛细液膜的被动式“液膜沸腾”新策略。他们通过在毛细液膜中引入有效的汽泡核化位点，并利用梯度结构的非对称界面张力驱动汽泡定向移除，实现了稳定的液膜沸腾和高效的传热性能。同时，还突破了目前液膜相变传热的最高传热通量和传热系数。
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Volume 3 Number 5
May 18, 2022
湖南大学何清课题组与悉尼大学Phil Gale课题组联合设计了一类灯笼状的有机超蕃分子笼（Superphane），并成功实现了克量级制备。这种超蕃分子的内空腔具有18个氢键位点，是一类优异的阴离子受体。研究表明，该分子笼对高铼酸根离子具有优异的结合能力和选择性，同时能通过萃取或者吸附方式将痕量（ppb级别）ReO4–复杂混合物或模拟Hanford废液中以近100%的选择性分离出来。此外，该超蕃分子笼经过简单处理后即可实现回收利用。该研究为高效、高选择性分离ReO4–/99TcO4–提供了一条可行的方案。
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Volume 3 Number 6
June 15, 2022
机器学习作为数据驱动的方法，近年来在图像识别和自然语言处理等各种任务上都取得了很大的进展。最近，科学家也开始将机器学习应用于材料研究和性能预测。虽然关于材料的各类性质已经存在相当多的研究数据，但是它们大多零散地发表于各个文献中，没有特定的数据库，阻碍了机器学习模型的建立。基于这一事实，清华大学化学系袁金颖教授课题组与自动化系张长水教授课题组合作提出了机器学习用于材料性质研究的方法，包括：(1)通过自然语言处理技术从零散文献中收集、建立特定的数据库；(2)依托数据库训练人工神经网络完成性质预测任务。作者将这一通用性方法聚焦于高分子相容性，取得了一定的成果。对这一特定性质建立了包含1.4 K个条目的数据库，并在此基础上实现了不低于75%的预测精度。(查看详情）
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Volume 3 Number 8
August 17, 2022
清华大学车辆与运载学院智能交通团队在Cell Press细胞出版社期刊Cell Reports Physical Science上发表了一项题为“Automation and connectivity of electric vehicles: Energy boon or bane?”的研究论文，该论文被评选为当期封面论文。该论文研究基于高精度的测试数据和高保真的轨迹模拟，并研究了智能化、网联化和协同技术在现实城市环境下对电动车能耗产生的影响。清华大学曲小波教授为本论文的第一作者和通讯作者，博士后钟令枢、研究助理曾子凌、同济大学涂辉招教授为共同作者，威斯康星大学麦迪逊分校的李小鹏教授为第二通讯作者。同时，前三位作者得到教育部、清华大学-丰田研究中心的支持。（查看详情）
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Volume 3 Number 9
September 21, 2022
北京科技大学李建强教授领导的团队发表研究论文，该项研究利用多组分设计成功制备出一种激光照明用双相透明荧光陶瓷材料，稀土掺杂后在蓝光激光激发下实现了高亮度且高均匀性的白光照明。北京科技大学李建强教授、法国国家科学研究中心Mathieu Allix教授、中科院宁波材料所秦海明副研究员为本论文的共同通讯作者，合作者还包括厦门大学解荣军教授和李淑星博士、中科院过程所杨亚锋研究员和王会副研究员。冯少尉博士研究生为论文第一作者，北京科技大学为论文第一单位。该研究得到了国家自然科学基金委和北京市科委项目的支持。（查看详情）
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Volume 3 Number 10
October 19, 2022
同济大学胡勇教授、德国亚琛工业大学Johannes Schiffels和李鑫博士等人在Cell Press细胞出版社期刊Cell Reports Physical Science上发表了题为“Engineered living hydrogels for robust biocatalysis in pure organic solvents”的研究论文，该论文已于9月12日作为封面论文正式在线发表。该项研究将转基因大肠杆菌整合到海藻酸水凝胶中制备了活凝胶，并实现了活凝胶在纯有机溶剂中的增强生物催化。同济大学胡勇教授、德国亚琛工业大学Johannes Schiffels和李鑫博士为本论文的共同通讯作者，高亮、冯历琳为论文第一作者。本研究得到了国家自然科学基金、中德合作项目、中央高校科研专项和中国留学基金委等资助。（查看详情）
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Volume 3 Number 11
November 16, 2022
设计符合预定结构的共价有机框架（covalent organic framework）来捕获铀原子，这项工作依然具有挑战性。本期Cell Reports Physical Science封面研究中北京大学深圳研究院陶国华教授联合四川大学何亮教授团队探索了羟基官能化共价有机框架中分子内相互作用的结构导向作用，表明原子排列是由共轭、芳香性、氢键和立体效应（steric effect）之间的竞争结果决定的。
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Volume 3 Number 12
December 21, 2022
中国科学院金属研究所利用单壁碳纳米管薄膜的透明导电性、柔韧性及对环境变化敏感等特性，构建了NO2气体传感单元和单壁碳纳米管/硅异质结太阳能电池单元，进而集成构建出柔性自供能气体传感系统。在室温下，自供能传感器（较外部电源驱动的传感器）具有高灵敏度和快速响应速率。研究者将这种优异传感性能归因于单壁碳纳米管在传感和供电组件中载流子浓度的增加。此外，研究者通过自制超低功耗蓝牙模块演示了自供能传感系统与手机之间的无线通信，展现出在其物联网时代的应用潜力。论文第一作者为郭舒予、胡显刚；论文通讯作者为侯鹏翔、刘畅、成会明。（查看详情）
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Volume 4 Number 5
May 17, 2023
模仿生物系统，进行人工通道构建非常具有研究价值，但实际制造过程却困难重重。本文中，天津理工大学孙跃教授和刘玉娇博士等人通过超分子配位化合物（SCC）的定向键合，制备了定义明确的铂（II）基SCC。这些SCC附着在基于自组装界面生长、具有子弹状形貌的固体聚对苯二甲酸乙二醇酯通道内壁上。由此产生的通道允许单价金属离子（K+、Na+和Li+）从尖端到底部的快速输运，同时抑制二价离子（Mg2+和Ca2+）的迁移。在此基础上，这些通道有效地将单价离子和二价金属离子分开，拥有高达1015.5的K+/Mg2+选择性比。理论模拟表明，高的选择性源于二价离子的高脱水能及其与SCCs上卟啉基团的强相互作用。此工作预计将在设计功能化离子通道和高效分离膜材料中提供有效的参考依据。
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未完待续！
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