日前，中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢(xún)研究院戰(zhàn)略情報(bào)研究所公布了“2016全球最受公眾關(guān)注的科學(xué)成果”。

　　該報(bào)告數(shù)據(jù)選取自2016年基于自然指數(shù)(Nature Index)遴選的68種優(yōu)質(zhì)期刊的論文，以保證期刊的權(quán)威性。在此基礎(chǔ)上，利用Altmetrics指標(biāo)(截止2017年3月17日)進(jìn)一步篩選出2016年度天文學(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(gè)學(xué)科中最受科技界及公眾熱切關(guān)注的科學(xué)成果，為科技工作者把握最新的科學(xué)研究熱點(diǎn)、發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域的最新進(jìn)展和發(fā)展方向提供參考。

　　以下選取了化學(xué)學(xué)科最受公眾關(guān)注的十大成果，與大家一起分享。

　　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(gè)人都希望肌膚保持年輕的狀態(tài)，然而隨著年齡增長(zhǎng)，皺紋還是會(huì)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(shí)。該材料還有很好的保濕性和彈性，以及生物安全性。未來(lái)，這種材料可能用于皮膚病的治療以及肌膚美容等方面。

　　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(lái)了方便，但其難以降解的特點(diǎn)也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)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(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，這是一種常見(jiàn)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(duì)苯二甲酸和乙二醇單體。

　　世界上首個(gè)完全自驅(qū)動(dòng)的軟體機(jī)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(jī)器人大多由剛性材料制備，現(xiàn)有的具有柔性的機(jī)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(guò)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(gè)完全軟體的且自我驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人，外形類(lèi)似小章魚(yú)，無(wú)需電力和外界控制，可獨(dú)立控制機(jī)械臂運(yùn)行4~8分鐘。整個(gè)系統(tǒng)的核心部件如氣動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)、燃料庫(kù)、催化反應(yīng)室等通過(guò)3D打印制作。其集成設(shè)計(jì)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(jī)器人打下了基礎(chǔ)。

　　石墨烯+橡皮泥=超級(jí)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(mén)的材料之一。愛(ài)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(shù)脂(俗稱(chēng)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(cè)輕微的變形和沖擊，其靈敏程度甚至能探測(cè)到蜘蛛的運(yùn)動(dòng)。該材料可用于制作檢測(cè)人體脈搏、血壓的傳感器等。

　　多功能可穿戴健康傳感器相繼問(wèn)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(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)并將數(shù)據(jù)發(fā)送給手機(jī)、電腦或智能設(shè)備，佩戴者可以及時(shí)了解自己的健康狀況。美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家制備了可實(shí)時(shí)無(wú)創(chuàng)分析多項(xiàng)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(bào)。加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家設(shè)計(jì)制造了一種可穿戴貼片，可實(shí)時(shí)記錄心電圖信號(hào)，并追蹤心肌損傷化學(xué)標(biāo)志物乳酸的水平，有望用于運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練監(jiān)控和醫(yī)生監(jiān)控心臟病患者。

　　迄今為止最復(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(xiàn)。自然界中已知存在超過(guò)60億種不同扭結(jié)，但人類(lèi)迄今僅成功利用小分子合成3個(gè)扭結(jié)。英國(guó)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(gè)交叉，包含192個(gè)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(duì)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。

　　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(lèi)也一直試圖模擬光合作用。美國(guó)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(kāi)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(dá)9.7%，是自然界植物光合作用(1%)效率的10倍。

　　利用太陽(yáng)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(guó)普遍關(guān)注的問(wèn)題。美國(guó)伊利諾斯大學(xué)芝加哥分校和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家聯(lián)合設(shè)計(jì)出一種新型太陽(yáng)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(jì)同時(shí)具有環(huán)保和經(jīng)濟(jì)兩方面價(jià)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。

　　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(guó)加州理工學(xué)院的研究人員通過(guò)改造細(xì)菌中的酶實(shí)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(lái)自耐高溫細(xì)菌Rhodothermus marinus的細(xì)胞色素c蛋白，通過(guò)對(duì)該蛋白的定向進(jìn)化(得到三個(gè)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(duì)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。

　　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(guó)自古就是養(yǎng)蠶大國(guó)。古代中國(guó)與西方貿(mào)易交流的陸上通道被稱(chēng)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(shí)興的碳納米管和石墨烯結(jié)合，發(fā)現(xiàn)通過(guò)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(qiáng)度顯著提高，而且通過(guò)高溫加熱碳化還可顯著提高導(dǎo)電性。