由于人口增加和环境污染，微生物数量骤增，微生物的广泛分布可能引发疾病传播、食品腐败及工艺污染等问题。尽管抗生素能够战胜与细菌有关的疾病，但近几十年来，抗生素的滥用削弱了细菌对抗生素的敏感性，导致药效下降。人们迫切需要开发具有优异抗菌性能的材料，以解决耐药性问题。然而，传统的抗菌材料表现出一定的局限性，包括离子释放不受控制以及可能诱发毒性反应等问题。二维材料因其独特的结构和优异的物理化学性质，在抗菌领域展现出巨大潜力。在众多二维材料中，h-BN因其无毒性和环境友好性有望解决细菌污染问题。但是，h-BN抗菌性能并不突出，并且由于其化学惰性，难以通过化学功能化等策略激活基底面提升抗菌效果，进而影响其在抗菌领域中的应用。为解决这一问题，清华大学深圳国际研究生院雷钰团队联合北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院赵樱灿教授团队开发了一种基于氟化六方氮化硼的新型无金属抗菌平台，展现出卓越的抗菌性能和生物相容性。这一突破性研究为应对细菌耐药性问题提供了全新的解决方案。该团队择在医药领域广泛应用和电负性最强的氟（F）元素对六方氮化硼（h-BN）进行改性，提出了一种缺陷辅助两步法来制备氟化氮化硼（F-dB

图1 液态金属剥离二维材料封面图自石墨烯首次被成功剥离之后，二维材料于储能、柔性器件、电子学、光子学、生物医学以及催化等诸多领域均展现出广泛的应用前景。在可规模化合成二维材料方法中，液相剥离法通过削弱块状层状材料中的范德华力，将原子级薄的材料层分散在液体中，是一种常用的二维材料剥离方法。在液相剥离法中，通常会借助超声处理以破坏范德华力，此操作易引发分散所得二维纳米片的厚度出现较大差异。与此同时，为获取高产率的单层或少数层二维纳米片，诸如球磨、表面活性剂添加以及高功率和高温机械剥离等策略常被采用，而额外能量的引入与表面活性剂的添加亦会引发污染问题、产生额外缺陷，且所获二维纳米片的横向尺寸相对较小。近日，清华大学深圳国际研究生院雷钰团队联合宾夕法尼亚州立大学Mauricio Terrones教授团队创造性地开发了一种液态金属镓（Ga）辅助剥离二维材料的通用方法，该方法能在接近室温的条件下有效地从块状材料中剥离二维材料，且不会引入额外的缺陷。将熔融态的镓与层状材料粉末通过磁力搅拌器进行温和混合，借助液态金属于二维层间的插层作用，实现层间距的扩大并引发剥离过程。此外，镓的流体特性和三氧化二镓（

第一作者：吴轩浩，浙江大学通讯作者：王潇雄，Jae-Hong Kim通讯单位：清华大学，耶鲁大学论文DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56102-7图1：催化剂与电催化膜设计示意图。左图：传统单原子催化剂（SACs）因位点孤立，*N中间体难以耦合，倾向生成NH₃。右图：Sn双原子催化剂通过相邻位点促进*N-N耦合，结合电催化膜强化传质，推动NO₃⁻→N₂的高效转化。成果简介近日，浙江大学环境与资源学院吴轩浩、清华大学深圳国际研究生院王潇雄、美国耶鲁大学Jae-Hong Kim团队联合在国际权威期刊《Nature Communications》发表了题为“Bilayer electrified-membrane with pair-atom tin catalysts for near-complete conversion of low concentration nitrate to dinitrogen”的研究文章。本研究开发了一种新型双层电催化膜系统，通过负载锡（Sn）双原子催化剂，实现了极低浓度硝酸盐（10 mg-N L⁻¹）单程电过

微系统集成传感、通信、处理、执行和微能源等多种功能单元，被认为是21世纪的革命性技术之一。伴随着技术进步与人型机器人、无人机、6G通讯技术等新兴产业的涌现，微系统需实现更低功耗与更长寿命（甚至是全寿命）。面对这些需求，基于半导体和MEMS的传统微系统存在技术瓶颈，而具有极低摩擦和磨损特性的超滑技术为此提供了新机遇。超滑微系统定义为集成了多种功能及超滑组件的微小型系统。结构超滑是指两个接触固体表面间相对滑移时零磨损和近零摩擦的状态，这一具有原理性创新的根技术是实现超滑微系统的关键途径 [1]。自2002以来，郑泉水团队致力于探索结构超滑原理，发展超滑发电机、超滑微电机、超滑射频开关等超滑微系统技术。微系统在执行功能时受到载荷、环境等条件约束，因此结构超滑状态的稳健性是一个值得关注的问题。图1 超滑微系统郑泉水院士团队在国家自然科学基金委员会等资助下探索结构超滑状态的稳定性、长寿命边界，在多种材料、结构体系及超高速运动、高载流密度条件下实现结构超滑 [2-5]。在近日发表于Nano Letters期刊的论文 [6] 中，该团队构建了移动Schottky接触，实现了界面性能的在线力学调控，展

柔性可拉伸电子在可穿戴电子设备、电子皮肤和软体机器人等多个领域得到了广泛关注。其中能够感知多种外界刺激并产生响应信号的智能柔性系统逐渐成为研究的热点，在柔性显示、健康监测、软体机器人等领域具有重要的应用价值。开发出具有刺激响应特性的智能软材料是构建未来无源柔性智能系统的基础。清华大学深圳国际研究生院汪鸿章课题组联合清华大学刘静教授、新南威尔士大学汤剑波博士研发出一种智能液态金属弹性体架构（LMEA），同时具有多刺激响应与感知能力。该体系将磁化后的液态金属分散于弹性聚合物中，并使其中的液态金属处于高度过冷状态。当感知到接触式（如机械按压、拉伸、扭转）或非接触式（如磁场）刺激时，平衡状态受到扰动，立即触发液态金属相变并释放大量潜热。这些潜热释放到低热导率的弹性体内部，会使得材料温度快速升高（可超过30摄氏度）并能维持数分钟。这些刺激触发的热信号能够被红外相机捕捉，由此实现多重输入信息如按压、拉伸、扭转、磁场的可视化感知，为柔性智能提供了新的材料体系。此外，基于导电弹性体、水凝胶和液态金属的可穿戴电子设备常面临透气性低、粘附性差、延展性有限等挑战，不适合长时间或剧烈运动佩戴，从而限制了其在长

第一作者：范颖正、王潇雄通讯作者：Lea R. Winter通讯单位：耶鲁大学成果简介近日，耶鲁大学Lea R. Winter团队和清华大学SIGS王潇雄团队在Nature Water上发表了题为“Highly efficient metal-free nitrate reduction enabled by electrified membrane filtration”的研究论文。该研究解决了电化学脱除水中硝酸盐依赖于金属催化剂的困境，通过传质和电流调控利用未经修饰的碳纳米管电活性膜实现了硝酸盐的高效还原，提供了一种无需金属的高效电化学硝酸盐还原策略。引言饮用水中硝酸盐的电化学脱除技术主要依赖于金属催化剂。然而，金属催化剂的制备过程复杂，处理成本高，且存在金属溶出引发二次污染的风险。本研究采用了未经修饰商品化碳纳米管（CNT）制成不含金属的电活性膜（CNT-EM），利用流通式电过滤，实现了与金属催化剂相媲美的硝酸盐还原性能。通过实验结合计算流体力学模拟，揭示了CNT-EM中硝酸根扩散边界层的缩减降低了扩散阻力，进而提高了局域硝酸盐的转化效率。通过对比原始CNT-EM和富缺陷CNT-

原文发表于2024年4月《自然-水》Walking-induced electrostatic charges enable in situ electroporated disinfection in portable water bottles行走静电实现水杯直接即时、按需安全消毒人走的每一步都会因脚与地面的摩擦而产生静电。本研究提出了一种新概念消毒水瓶，可以通过利用身体在步行10分钟内产生的摩擦静电，巧妙地驱动极低能耗、易集成的限域电场电穿孔消毒技术，在手持水瓶中杀死病原体。研究背景饮用水中微生物消毒是保障公共健康的关键环节。如果可以实现对水杯、水壶等容器中存放的水进行直接、原位消毒，将有效保障饮用安全，成为确保用水安全的最后一道防线。但是现有消毒技术（氯消毒、紫外消毒、膜过滤消毒）主要应用于集中式处理，并依赖药剂或电力资源，难以实现在每个水杯中按需及时地快速消毒。限域电场电穿孔是一种基于物理机制的快速消毒技术，利用限域强化电场，可有效损伤细菌细胞膜或病毒衣壳。虽然电穿孔消毒技术具有极低能耗、易集成的核心优势，但在实际运行中，仍旧需要常规能源的不间断输入。研究方法人走的每一步都会

物质科学Physical science2023年10月20日，来自加州大学伯克利分校的吴军桥教授、李嘉琛博士后研究员，以及来自清华大学深圳国际研究生院的双螺旋中心董恺琛助理教授等在Cell Press细胞出版社旗下期刊Joule上发表了题为“Printable, emissivity-adaptive and albedo-optimized covering for year-round energy savings”的研究论文。该研究报道了一种批量打印且颜色可调的温度自适应辐射制冷薄膜（PEAC），不仅解决了辐射制冷领域长久存在的低温过制冷问题，还实现了低成本、大面积的卷对卷生产技术。此外，该材料的太阳光吸收率可在生产过程中进行定制，以优化不同气候条件下的全年节能总量，或者优化无空调无暖气的建筑物的温度舒适度。第一作者为李嘉琛、董恺琛，通讯作者为吴军桥。▲长按图片识别二维码阅读原文研究背景日间辐射制冷（daytime radiative cooling）材料具有非常高的太阳光反射率及大气窗口（8-14 μm）红外辐射率，于建筑物、服装、汽车等场景中展现出巨大的节能和控温潜力。然而