日前，中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院戰(zhàn)略情報研究所研制的“2016全球最受公眾關(guān)注的科學(xué)成果”，通過計量統(tǒng)計遴選出天文學(xué)與天體物理、物理學(xué)、化學(xué)、地球科學(xué)、生命科學(xué)這五個學(xué)科中受到科技界熱切關(guān)注的科學(xué)成果。以下是11項化學(xué)、材料、高分子科學(xué)類科學(xué)成果。
1、除皺、保濕、去眼袋的皮膚材料
論文標(biāo)題：An elastic second skin
Doi：10.1038/NMAT4635
期刊：Nature Materials
Altmetrics指數(shù)：2272
每個人都希望肌膚保持年輕的狀態(tài)，然而隨著年齡增長，皺紋還是會在人臉浮現(xiàn)。麻省理工學(xué)院Robert Langer教授等發(fā)明了一種新型聚合物薄膜材料，這種材料宛如人的“第二層皮膚（second skin）”，具有減緩皺紋的功效。把這種材料涂抹在眼袋處，可以有效緩解眼袋的程度，效力可維持24小時。該材料還有很好的保濕性和彈性，以及生物安全性。未來，這種材料可能用于皮膚病的治療以及肌膚美容等方面。
報道鏈接：研究人員開發(fā)出可駐顏有術(shù)的“第二皮膚”
2、能吃塑料的細(xì)菌
論文標(biāo)題：A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)
DOI: 10.1126/science.aad6359
期刊：Science
Altmetrics指數(shù)：1949
塑料雖然給人們生活帶來了方便，但其難以降解的特點也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。日本京都工藝?yán)w維大學(xué)和慶應(yīng)義塾大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種微生物，可以降解聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），這是一種常見的用于飲料包裝的塑料。與通常需要高溫高壓的降解方法相比，該微生物只需要在30oC下利用兩種酶就能將PET降解為對苯二甲酸和乙二醇單體。
3、石墨烯+橡皮泥=超級傳感器
論文標(biāo)題：Sensitive electromechanical sensors using viscoelastic graphene-polymer nanocomposites
DOI: 10.1126/science.aag2879
期刊：Science
Altmetrics指數(shù)：1187
石墨烯因其卓越的理化性質(zhì)而成為當(dāng)今最熱門的材料之一。愛爾蘭都柏林圣三一學(xué)院的科學(xué)家利用石墨烯和具有粘彈性的聚硅樹脂（俗稱橡皮泥）制備出一種具有極高靈敏度的電力學(xué)傳感材料，能夠檢測輕微的變形和沖擊，其靈敏程度甚至能探測到蜘蛛的運動。該材料可用于制作檢測人體脈搏、血壓的傳感器等。
報道鏈接：http://m.714744.com/sci/kjxw12375.html
4、世界上首個完全自驅(qū)動的軟體機器人
論文標(biāo)題：An integrated design and fabrication strategy for entirely soft, autonomous robots
DOI: 10.1038/nature19100
期刊：Nature
Altmetrics指數(shù)：1449
傳統(tǒng)的機器人大多由剛性材料制備，現(xiàn)有的具有柔性的機器人也擺脫不了硬質(zhì)控制系統(tǒng)和供能系統(tǒng)。哈佛大學(xué)的科學(xué)家借助過氧化氫催化分解產(chǎn)生的氧氣及可以自我反饋的微流體控制系統(tǒng)制備出了世界首個完全軟體的且自我驅(qū)動的機器人，外形類似小章魚，無需電力和外界控制，可獨立控制機械臂運行4~8分鐘。整個系統(tǒng)的核心部件如氣動傳輸網(wǎng)絡(luò)、燃料庫、催化反應(yīng)室等通過3D打印制作。其集成設(shè)計和制作方法使得在該結(jié)構(gòu)中的多材料可編程組裝成為可能，為全軟體自主化機器人打下了基礎(chǔ)。
報道鏈接：新型“章魚機器人”實現(xiàn)全軟體結(jié)構(gòu)
5、英國科學(xué)家合成出迄今為止最為復(fù)雜、最牢固的8交叉分子結(jié)
論文標(biāo)題：Braiding a molecular knot with eight crossings
DOI: 10.1126/science.aal1619
期刊：Science
Altmetrics指數(shù)：880
在幾何中，扭結(jié)是指三維空間中不與自身相交的閉合曲線。自然界中已知存在超過60億種不同扭結(jié)，但人類迄今僅成功利用小分子合成3個扭結(jié)。英國曼徹斯特大學(xué)化學(xué)家David A. Leigh成功合成了第四種分子結(jié)——819扭結(jié)。819扭結(jié)有8個交叉，包含192個原子，寬約20納米，具有手性。這是迄今最復(fù)雜、最牢固的人工分子結(jié)。這一突破對于編織更復(fù)雜的分子結(jié)、在分子水平上研究分子結(jié)等具有重要意義。
6、桑蠶吐出納米碳摻雜的更牢固蠶絲
論文標(biāo)題：Feeding Single-Walled Carbon Nanotubes or Graphene to Silkworms for Reinforced Silk Fibers
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03597
期刊：Nano Letters
Altmetrics指數(shù)：709
中國自古就是養(yǎng)蠶大國。古代中國與西方貿(mào)易交流的陸上通道被稱為“絲綢之路”。清華大學(xué)的科學(xué)家將古老的養(yǎng)蠶技術(shù)與時興的碳納米管和石墨烯結(jié)合，發(fā)現(xiàn)通過給蠶寶寶喂食含有碳納米管和石墨烯的桑葉，可以獲得更加牢固的蠶絲纖維，延展性和抗拉強度顯著提高，而且通過高溫加熱碳化還可顯著提高導(dǎo)電性。
報道鏈接：吃下碳納米材料 蠶寶寶吐出超強絲
7、多功能可穿戴健康傳感器相繼問世
論文標(biāo)題：（1）Fully integrated wearable sensor arrays for multiplexed in situ perspiration analysis ；（2）A wearable chemical-electrophysiological hybrid biosensing system for real-time health and fitness monitoring
DOI: （1）10.1038/nature16521；（2）10.1038/ncomms11650
期刊：Nature; Nature Communications
Altmetrics指數(shù)：（1）1030；（2）1024
柔性可穿戴式傳感器正在興起。通過實時監(jiān)測各項指標(biāo)并將數(shù)據(jù)發(fā)送給手機、電腦或智能設(shè)備，佩戴者可以及時了解自己的健康狀況。美國加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家制備了可實時無創(chuàng)分析多項人體血液生化指標(biāo)的可穿戴傳感器，包括汗液中鈉離子、鉀離子、乳酸根離子和葡萄糖的含量等，可用于脫水，肌肉痙攣甚至糖尿病等狀況的警報。加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家設(shè)計制造了一種可穿戴貼片，可實時記錄心電圖信號，并追蹤心肌損傷化學(xué)標(biāo)志物乳酸的水平，有望用于運動員的訓(xùn)練監(jiān)控和醫(yī)生監(jiān)控心臟病患者。
報道鏈接：汗水組分傳感器研制成功
8、仿生葉CO2的轉(zhuǎn)化效率比自然光合作用高10倍
論文標(biāo)題：Water splitting-biosynthetic system with CO2 reduction efficiencies exceeding photosynthesis
DOI: 10.1126/science.aaf5039
期刊：Science
Altmetrics指數(shù)：774
作為自然界最重要的化學(xué)反應(yīng)之一，光合作用一直吸引著研究人員的興趣，人類也一直試圖模擬光合作用。美國哈佛大學(xué)和新加坡南洋理工大學(xué)的研究人員聯(lián)合開發(fā)了一套人工光合系統(tǒng)，可將二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料，轉(zhuǎn)換效率達9.7%，是自然界植物光合作用（1%）效率的10倍。
報道鏈接：哈佛大學(xué)造仿生葉:效率比自然光合作用高10倍
9、利用太陽能直接將CO2轉(zhuǎn)化為燃料
論文標(biāo)題：Nanostructured transition metal dichalcogenide electrocatalysts for CO2 reduction in ionic liquid
DOI: 10.1126/science.aaf4767
期刊：Science
Altmetrics指數(shù)：739
溫室氣體CO2的轉(zhuǎn)化利用是世界各國普遍關(guān)注的問題。美國伊利諾斯大學(xué)芝加哥分校和阿貢國家實驗室的科學(xué)家聯(lián)合設(shè)計出一種新型太陽能電池，能直接把大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化成合成氣（氫氣和一氧化碳）。該設(shè)計同時具有環(huán)保和經(jīng)濟兩方面價值，不僅可以減緩二氧化碳向大氣中排放，而且可以生成重要的化工原料合成氣。
報道鏈接：太陽能“光合”電池變二氧化碳為燃料
10、物理學(xué)家的發(fā)現(xiàn)顛覆涂料干燥的傳統(tǒng)觀念
論文標(biāo)題：Dynamic Stratification in Drying Films of Colloidal Mixtures
DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.118301
期刊：Physical Review Letters
Altmetrics指數(shù)：675
英國和法國的物理學(xué)家確定了涂料干燥時的一種新的物理機制，可導(dǎo)致不同大小的顆粒分離。基于計算機模擬和實驗，研究表明較小的顆粒會一起協(xié)力在一個方向上推動較大的顆粒，從而導(dǎo)致干燥材料的分層。在傳統(tǒng)觀念中，較大的顆粒應(yīng)積聚在蒸發(fā)膜的空氣側(cè)，較小的顆粒在另一側(cè)。這項工作顛覆了涂料干燥的傳統(tǒng)觀念，在其研究的混合物中，較小的顆粒聚集在空氣表面附近，而不是在另一側(cè)。了解這種效應(yīng)，會促進一系列有用的材料的發(fā)現(xiàn)，可用于防曬霜、電子工業(yè)用的分層薄膜、油墨印刷以及更好的涂料。
11、首例可以催化C-Si鍵形成的蛋白質(zhì)
論文標(biāo)題：Directed evolution of cytochrome c for carbon-silicon bond formation: Bringing silicon to life
DOI: 10.1126/science.aah6219
期刊：Science
Altmetrics指數(shù)：709
硅和碳都是地球上含量豐富的元素，但是自然界中卻從未發(fā)現(xiàn)硅碳鍵的存在。美國加州理工學(xué)院的研究人員通過改造細(xì)菌中的酶實現(xiàn)了這一自然演化中未曾出現(xiàn)的現(xiàn)象。他們發(fā)現(xiàn)了一種來自耐高溫細(xì)菌Rhodothermus marinus的細(xì)胞色素c蛋白，通過對該蛋白的定向進化（得到三個突變），可以催化硅氫鍵的卡賓插入反應(yīng)，從而形成硅碳鍵。這一成果對連接生物合成與化學(xué)合成兩大合成領(lǐng)域，具有重要意義。
