1. 有机金属镍（IV）配合物的设计、合成及在碳-杂原子偶联反应上的应用
Design, synthesis, and carbon-heteroatom coupling reactions of organometallic nickel(IV) complexes
Nicole M. Camasso, Melanie S. Sanford, Science, 2015, 347, 1218-1220, DOI:10.1126/science.aaa4526
金属原子可以比较容易地改变其氧化态(即易得失电子)，这也是为什么金属化合物可以加快很多化学反应的主要原因。Camasso 和 Sanford 通过仔细调控金属中心的配位环境，报道了一种制备+4价金属镍配合物的简单方法。这些配合物可以有效催化碳原子与氧、氮、硫原子发生偶联反应，此外在催化其它碳-杂原子偶联反应上也显示了非凡的潜力。这一发现填补了镍只能在低氧化态下作为催化剂的空白。
Science同期评述：Catalysis by nickel in its high oxidation state, Charles G. Riordan, DOI: 10.1126/science.aaa7553
2. 通过系统调控使层状钙钛矿在温度﹥300K时下同时具备极性和磁化性
Michael J. Pitcher et al., Science, 2015, 347, 420-424, DOI: 10.1126/science.1262118
同时具有电极化性和磁化性的晶体很难制备，因为这两种性质对应于不同的化学键和电子结构。不过同时具备这两种性质的材料却很有优势，例如可以用于磁电信息储存方面。近日，英国利物浦大学Matthew J. Rosseinsky研究团队用理论计算证明，通过调控化学组分，层状钙钛矿材料可以在最高330K的温度下同时具备电极化性和弱铁磁性。
3. 组分匹配的分子“焊料”用于半导体材料
Composition-matched molecular“solders”for semiconductors
Dmitriy S. Dolzhnikov et al., Science, 347, 425-428, DOI: 10.1126/science.1260501
半导体纳米粒子的光学和电子特性可以通过改变粒子的尺寸和组分来调控，但是，粒子界面间的不良接触会削弱器件中纳米粒子的性能。Dolzhnikov等人合成了一系列金属硫族化合物，这些化合物可以起到分子“焊料”的功能。它们可以用于连接光伏器件和热电器件中的半导体组分。加入这些“焊料”可以将纳米颗粒连接到一起，使得纳米颗粒呈现出不同的形貌。这项技术开启了纳米材料加工的新篇章。更多内容见新材料在线、nanotechweb.org报道。
4. 通过一种自动化流程合成一系列不同类型的有机小分子
Synthesis of many differenttypes of organic small molecules using one automated process
Junqi Li, et al., Science, 2015, 347, 1221-1226, DOI: 10.1126/ science.aaa5414
碳基小分子材料（包括生化材料和药物材料）显示出非凡的结构多样性。但我们是否可以设计出一套通用模块组件，通过它们机器可以以流水线的形式将各个组分组装到一起？伊利诺伊大学香槟分校的Junqi Li等人最近展示了一些这方面的进展。它们将前驱体以线形方式串联起来，成功的合成出了复杂的多环分子。此外，他们还针对这套装置开发了提纯的方法，这种方法有利于产物和原料的自动化分离。
Science同期评述：The synthesis machine, Robert F. Service, DOI: 10.1126/science.347.6227.1190
5. 胶体纳米粒子诱导的通用型溶剂的结构重组
Universal solvent restructuring induced by colloidal nanoparticles
Mirijam Zobel et al., Science, 2015, 347, 292-294, DOI: 10.1126/science.1261412
在溶液中，纳米颗粒的物理性质和反应活性不仅与颗粒表面的末端基团有关，还与颗粒表面溶剂序列变化有关，这些变化是由纳米颗粒表面诱导产生的。德国埃尔朗根-纽伦堡大学的Mirijam Zobel等人用X射线散射的方法研究在一系列极性溶剂（乙醇）和非极性溶剂（正己烷）中，各种金属和金属氧化物纳米颗粒表面的溶剂重排现象。他们发现，相比于在溶液中，在纳米颗粒表面的溶剂的有序度提升了。这种趋势与颗粒表面化学结构没太大关系，例如当颗粒表面基团由羟基变为羧酸盐时，并无太大影响。
6. 超分子聚合物的精密合成
A rational strategy for the realization of chain-growth supramolecular polymerization
Jiheong Kang, Daigo Miyajima, Takuzo Aida et al., Science, 2015; 347(6222), 646-651
近几年来，超分子聚合物材料作为智能软材料备受瞩目。超分子聚合物是由单体通过氢键作用或者p-p相互作用等非共价键连接而成。单体本身是聚合引发剂，各处引发聚合会同时进行，使得聚合物的长度变异。因此，超分子的长度以及大小等精密控制合成变得困难。
针对这一问题，日本的研究人员发现了一种精密合成超分子聚合物的新方法，解决了这一困扰。相关研究成果发表在2月6日的《科学》杂志上。研究人员发现，通过调整单体和引发剂的比例，就可以控制链条的长度。在常温常压下进行的这个自组装过程只需向溶剂中添加单体和引发剂混合物即可发生。此外，他们还发现，这个链条的分解过程也很容易发生。
该研究还有一点值得关注，那就是：向溶剂中加入的引发剂是哪种手性（左手手性或右手手性），生成的聚合物就是哪种手性，这个发现的重要性在于其特定方面的应用效果。（综合化学空间、新材料在线报道）。
7. 用大数据定制更好的催化剂
A data-intensive approach to mechanistic elucidation applied to chiral anion catalysis
Anat Milo et al., Science, 2015; 347(6223):737-743, DOI: 10.1126/science.1261043
催化材料为化学反应的顺利进行提供了有利途径。2月13日《科学》杂志上发表的一项新研究表明，犹他大学的化学家在化学反应的关键步骤获得了足够的数据，这将有助于化学家预测最有效的催化剂结构，即加速产生最少副产物的反应过程。研究人员表示，他们能近乎完美地预测该反应中任何催化剂的催化性能。这种新方法不但能帮助设计更好的催化剂，甚至是全新的催化剂。更多内容见新材料在线、美国每日科学网报道。
8. 铁氧Keggin离子水溶液的形成及调控
Aqueous formation andmanipulation of the iron-oxo Keggin ion
Omid Sadeghi et al., Science, 2015, 347, 1359-1362, DOI:10.1126/science.aaa4620
无论是在自然界还是在实验室中，若想从溶液中生长出矿物质材料，都需要原子或离子簇的组装。从一些常见的铁氧化物可以获得启发，小的氧化铁簇可以作为矿物质的组成模块，但是分离它们却很困难，因为它们通常都很不稳定。最近，Sadeghi 等人不仅成功的氧化铁簇，并且可以控制它们的生长和溶解。这些氧化铁簇有可能是最常见的氧化铁矿物质——水铁矿的前驱体。
9. 两亲性柱状嵌段共胶束的多维度分层自组装
Multidimensionalhierarchical self-assembly of amphiphilic cylindrical block comicelles
Huibin Qiu et al., Science, 2015, 347, 1329-1332, DOI: 10. 1126/ science. 1261816
当你控制化学成分、溶剂、温度、浓度到合适的参数时，表面活性剂和嵌段共聚物会自发组成胶束、棒状或其它结构。Qiu等人通过精确选择可以通过结晶过程进行自组装的长共聚物嵌段，实现了更长的自组装体。他们选择的聚合物带有亲水或极性嵌段，溶剂则为非常适合溶解某种嵌段溶解的混合溶剂。他们的三嵌段共聚物可以形成很多种稳定的三维超结构，形成这种结构的驱动力来源于并肩堆积作用及胶束末端作用力。
10. 单电子供电的“米粒”激光面世
Semiconductor double quantum dot micromaser
Y.-Y. Liu, J. R. Petta*, et al., Science, 2015, 347, 285-287, DOI: 10.1126/science.aaa2501
相干光源（如激光器和微波激射器）的产生是一大批光学产业形成的基础。近日，普林斯顿大学的研究人员展示了一种在半导体双倍量子点中，以单电子隧穿效应驱动的激光器。不同于已有的半导体激光器，这种发射器的驱动力来源于分立能级间的单电荷隧穿效应，而这些分立能级是可以调控的。通过单电子电荷来调控能级可以快速地控制激光器（或微波激射器）的开关。更多内容见科学之家报道、物理学家组织网报道。
11. 四维电子显微技术在探索纳米半导体超快现象中的运用
Four-dimensional imaging of carrier interface dynamics in p-n junctions
Ebrahim Najafi, et al., Science, 2015, 347, 164-167, DOI: 10.1126/science.aaa0217
近日，诺贝尔化学奖得主、加州理工学院教授Ahmed Zewail率领的研究团队，透过四维（时间+三维立体空间）电子显微SEM技术，观察极为细微的纳米半导体发生的超快现象，有助于产学界研发更轻薄短小的3C电子产品。相关研究成果发表在《科学》杂志上。
研究人员表示，在飞秒（千兆分之一秒）雷射脉冲的激发下，带电粒子被加热到超过太阳表面温度，以每秒将近1000公里的超快速度膨胀，这种“超快现象”只发生在半导体极浅表面上，传统实验方法不易检测。
12. 电子掺杂的Nd2–xCexCuO4超导体中的电子有序态
Charge ordering in the electron-doped superconductor Nd2–xCexCuO4
Eduardo H. da Silva Neto, et al., Science, 2015,347, 282-285
物理学家可以通过化学掺杂空穴或电子的手段，诱导铜氧化物使之成为超导体。目前大部分研究都基于空穴掺杂材料，这些材料中，研究者们发现在超导态附近共存很多不同的相态。其中一种相态是电荷密度的调制态[一种电荷密度波（CDW）]，这种相态在空穴掺杂类材料中很常见。最近，Da Silva Neto等人证明了在电子掺杂材料Nd2–xCexCuO4中也存在类似的相态。随着他们冷冻材料，作者首次发现CDW，并且观察到这一现象的温度要远高于空穴掺杂材料出现CDW的温度。
13. 在低掺杂YBa2Cu3O6+y中通过电荷条纹序列来破坏水平和旋转对称
Broken translational and rotational symmetry via charge stripe order in underdoped YBa2Cu3O6+y
R. Comin, et al., Science, 2015, 347, 1335-1339, DOI: 10.1126/science.1258399
氧化铜超导体的电荷密度会呈现出周期性的变化。一般来说，这种变化在整个晶体中是不一样的，而是以纳米尺度晶粒为单位的。实验研究证实电荷密度的变化是沿着氧化铜平面的轴向进行的，但是这一结论对晶粒是否成立还尚不清楚。R. Comin等人使用X射线共振散射技术分析了化合物YBa2Cu3O6+y中的电荷序列，结果发现这种变化是局域单向性的。
14. 用于检测能带拓扑图的Aharonov-Bohm干涉仪
An Aharonov-Bohm interferometer for determining Bloch band topology
L. Duca, et al. Science 2015, 347, 288-292
单个电子在一个闭合石墨烯晶格的动量空间中运动时，可能不会恰好回到出发时所在的位置。不过如果它在动量空间中的运动路径中有一个特殊的位点，则会引发相位转变。物理学家们可以通过检测这一过程的信号来研究石墨烯的传输性能。近日，德国慕尼黑大学的L. Duca等人用干涉法直接测量了六边形光学晶格的Berry通量，他们采用交错的激光束来模拟电子在石墨烯中的环境。这种高精度的先进技术或许在表征其他拓扑结构上有用武之地。
15. 肿胀组织突破了显微镜的局限
Fei Chen et al., Science, 347, 543-548, DOI: 10.1126/science.1260088
光学显微镜在放大细胞或组织内的微小细节的有效程度上存在着局限性。那么，为什么不将生物材料本身放大到一个较大的尺度呢？这就是麻省理工学院Fei Chen等人提出的解决方法，他们设计了一种用一种可膨胀的聚合物来扩大细胞和脑组织的方法。他们报告了一种在某生物样本中合成这种聚合物凝胶网络并接着用化学方法触发凝胶膨胀的方法。用荧光标记来帮助查明样本内的界标，研究人员的“膨胀显微术”方法可通过使用光学显微镜在培养的实验室细胞和小鼠脑组织中取得多达70纳米的分辨率。这种技术让Chen和同事能在小鼠的海马中看到纳米尺度的特征，这对理解神经结构和功能具有重要的意义。
16. 集传感、驱动、计算、通信为一体的材料
Materials that couple sensing, actuation, computation, and communication
Science, 2015, DOI: 10. 1126 /science. 1261689
形状记忆合金可以通过响应温度的变化来改变其形状。这种行为可以被当作一种简单的自主响应，虽然它在材料加工之初便是被完全设计好的。如今，通过制作或组合材料使之可以感受并响应周围的环境已经成为可能，当然其中也会包括简单的计算和通信。M. A. McEvoy和N. Correll就制备自主响应材料的最新研究进展撰写了一篇综述。他们主要讨论了这些特性是如何被赋予到材料上的，以及未来开发这类材料的局限性所在。
（以上内容主要来源于新材料在线）
其它：
1) 科学家首次观察到化学反应过渡态的形成，DOI: 10.1126/science.1261747
2) 化学反应共振态研究取得重大进展，DOI: 10.1126/science.1260527
3) 科学家在室温下首次用磁共振探测到单个分子，DOI: 10.1126/science.aaa2253
4) Science报道新型光催化剂：碳量子点-C3N4纳米复合材料，DOI: 10.1126/science.aaa3145
5) 银基底的自发形成可提高锂电池性能，DOI: 10.1126/science.1257289
6) 3篇钙钛矿太阳能电池研究：钙钛矿单晶及其光电传输性能研究（DOI: 10.1126/science.aaa2725）、美开发出制备高效钙钛矿太阳能电池的新技术（DOI: 10.1126/science.aaa0472）、CH3NH3PbI3钙钛矿单晶中的电子-空穴对扩散长度大于175微米（DOI: 10.1126/science.aaa5760），详见本站报道。
7) 通过原子力显微镜AFM技术揭示铁簇合物的内部结构和吸附位点
Science, 2015, DOI:10.1126/science.aaa5329
8) 铑催化碳碳键断裂反应取得新进展
Rh-catalyzed C–C bond cleavage by transfer hydroformylation
Science, 2015, 347, 56-60, DOI: 10.1126/science.1261232
（杨琛整理）