珍珠母人工合成方法突破

中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室、化学与材料科学学院俞书宏课题组通过模拟天然珍珠母生长过程而获得了人工仿生结构材料，这种材料具有与天然珍珠母高度相似的化学组分和微观结构，并因此兼具强度及韧性，相关结果发表在《科学》杂志上。珍珠母主要由文石相碳酸钙和几丁质构成，类似现代建筑的层状有序“砖-泥”结构。软体动物形成珍珠母的过程，首先是调控分泌的几丁质形成层状框架，然后使碳酸钙在该框架中富集并矿化，并逐步填满整个框架。文石相碳酸钙以类似天然珍珠母生长的方式，在有机框架上随机成核并沿侧向外延生长，最终在每一层框架上均形成与天然珍珠母类似的泰森多边形结构。因其层状多级结构，珍珠母同时具备了远远超过纯碳酸钙或几丁质的强度和韧性。

棱柱状碳化钴纳米结构用于合成气高效转化直接制备低碳烯烃

　　中科院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室在合成气直接制烯烃研究获重大突破，研究论文发表于《自然》。合成气经费托反应路线直接制烯烃是指一氧化碳和氢气在催化剂作用下，通过费托（Fischer-Tropsch）过程合成烯烃（FTO）过程。该团队研发了一种全新的催化剂，它能在温和的反应条件下（常温, 常压-低压），高选择性合成气直接制备烯烃，甲烷选择性可低至5%，低碳烯烃选择性可达60.8%，总烯烃选择性高达80%以上，烯/烷比可高达30以上，同时产物碳数呈现显著的窄区间高选择性分布，C2-15选择性占90%以上，产物分布完全不服从ASF规律，体现出很好的FTO性能。

世界最高效的钙钛矿LED

　　南京工业大学黄维院士、王建浦教授团队设计并制备了一种具有多量子阱结构的钙钛矿LED，其器件效率和稳定性远超国际同行报道的其他钙钛矿LED，该成果发表于《自然·光子学》。钙钛矿LED含有有机—无机杂化钙钛矿材料，兼具有机和无机半导体材料的优势：通常无机LED 发光管采取点式发光，不能做显示屏，只有OLED才能做显示屏，但钙钛矿LED有别于传统无机LED，可以做显示屏，且呈像色彩更为鲜艳；钙钛矿 LED一改传统的LED室内照明点状发光为面状发光，使室内的光线不刺眼，更接近自然光，增加舒适度。传统无机LED只能做小面积，但利用这项成果可以做成类似天花板大的面积，且较之传统无机发光材料具有缺陷密度低、发光效率高、色纯度好等优势。

效率达18.97%黑硅太阳能电池制备

复旦大学光科学与工程系陆明研究团队利用黑硅材料制备出了效率达18.97%黑硅太阳能电池，相关研究成果发表于《纳米技术》。与平面晶硅电池相比，这种黑硅电池具有宽谱特性。由于硅纳米晶带隙高于晶硅，因此该黑硅电池的开路电压高于相应的平面硅电池，发射极的梯度带隙结构抑制了前表面电子和空穴的复合。由于短波长范围吸收度高，短波长处的光伏响应也较好。研究发现，与其他黑硅电池的制备方法相比，这种黑硅的制造方法简单，且在很宽的波长范围内的反射更低（小于0.3%），在短波长范围内的量子效率很高，说明表面复合较小。制造这种黑硅太阳能电池无需增加任何设备，比传统绒面加减反射膜的工艺简单、成本低。

MOF用于高效选择性加氢反应

中科院国家纳米科学中心的唐智勇、李国栋和澳大利亚格里菲斯大学的赵惠军（Huijun Zhao）等将铂纳米颗粒封装到MOF层间或孔道内构建具有高效选择性催化的反应容器，相关研究成果发表于《自然》。不饱和醇类作为一种重要的化合物，在香水、香料和制药等领域有着重要的应用。这类化合物的天然来源很有限，通常由α,β-不饱和醛类通过C=O键的加氢制备得到。但由于在常规的多相催化剂（例如金属氧化物负载的金属纳米颗粒）上，C=C键加氢在热力学上更有优势，选择性的C=O键加氢较难实现。这种MOFs@Pt@MOFs的三明治核壳结构，利用MOFs上配位不饱和金属位点对C=O双键的吸附和活化，使得Pt纳米颗粒选择性地对C=O双键加氢，得到了高选择性的不饱和醇类产物。

新方法编辑DNA碱基

中科院上海生命科学研究院/上海交通大学医学院健康科学研究所常兴研究组利用靶向性胞嘧啶脱氨酶在体内实现高效率和高通量的DNA碱基编辑，研究论文发表于《自然-方法》。当把核酸酶缺陷的Cas9蛋白和诱导抗体高频突变的胞嘧啶脱氨酶AID融合后，在sgRNA靶向的基因组DNA上，胞嘧啶和鸟嘌呤可以随机地向其它三个碱基转变。同时在一种多肽抑制剂的辅助下，dCas9-AID可以诱导特定的胞嘧啶向胸腺嘧啶转变，实现单碱基的精确编辑。利用该方法可以快速有效地模拟肿瘤细胞体内耐药机制的异质性，预测可能的肿瘤耐药性突变，进而改良小分子抑制剂和研究小分子与蛋白质靶点的相互作用。该研究成果为分子进化、基因治疗和在单碱基水平上分析基因调控元件等领域提供新的方法。

人源大麻素受体解析

中科院生物物理研究所刘志杰课题组与合作者解析了人源大麻素受体CB1-AM6538复合物2.8埃分辨率的晶体结构，揭示了CB1中拮抗剂小分子AM6538复杂的疏水结合口袋，研究成果发表于《细胞》。人源大麻素受体是人的中枢神经系统中表达量最高的G蛋白偶联受体。大麻作为药物使用已有几千年的历史，研究结果显示大麻的主要有效成分——四氢大麻酚主要作用于CB1。CB1是治疗疼痛、炎症、肥胖症以及药物滥用的潜在药物靶点。AM6538非共价的紧密结合模式使其具备了成为长效缓释药物分子的巨大潜力，该特性也是治疗成瘾障碍药物的基本要求。此外，通过基于CB1的三维结构的分子对接及动力学模拟分析进一步获得了不同类型的小分子激动剂与CB1的结合方式。

生物基芳香聚酯聚呋喃二甲酸乙二醇酯人工合成

中科院宁波材料技术与工程研究所朱锦研究团队通过以生物基芳香单体2,5-呋喃二甲酸与乙二醇共聚，采用熔融缩聚法，制备了一系列分子结构中呋喃环含量不同的生物基芳香聚酯聚呋喃二甲酸乙二醇酯，研究成果发表于《聚合物》。生物基高分子如聚乳酸、聚羟基脂肪酸、聚羟基乙酸、聚丁二醇丁二酸酯等以可再生资源为主要原料，在减少高分子行业对石油资源消耗的同时，也减少了石油基原料生产过程中对环境的污染，具有节约石油资源和保护环境的双重功效。生物基PET聚酯特性黏度控制在0.75-0.98dL/g之间，生物基芳香聚酯PEF特性黏度在0.65-1.0dL/g之间，不同级别精确可控。在此基础上也开展了纤维、薄膜、工程塑料等领域的应用研究。