1. Nature Methods：深度學(xué)習(xí)在熒光圖像重建中的應(yīng)用、前景誤區(qū)
在熒光顯微成像中，深度學(xué)習(xí)正成為一種越來越重要的圖像重建工具。有鑒于此，Loic A. Royer等人回顧了目前最先進的應(yīng)用，如圖像恢復(fù)和超分辨率成像，并深入討論了如何將最新的深度學(xué)習(xí)研究應(yīng)用于其他圖像重建工作。盡管取得了成功，但深度學(xué)習(xí)也給我們帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時存在著一定的局限性。作者還討論了其他關(guān)鍵問題，包括如何獲得訓(xùn)練數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)未知結(jié)構(gòu)是否可能，以及推斷未經(jīng)證實的圖像細(xì)節(jié)的難度。
Chinmay Belthangady & Loic A. Royer.Applications, promises, and pitfalls of deep learning for fluorescence imagereconstruction. Nature Methods. 2019
DOI: 10.1038/s41592-019-0458-z
https://www.nature.com/articles/s41592-019-0458-z
2. Nature Catal.：利用鎳催化作用和單電子/三重態(tài)能量轉(zhuǎn)移合成立體烯烴
不飽和碳-碳鍵是許多有機分子中最常見且較重要的結(jié)構(gòu)單元之一，促進了有機物功能化高效、實用策略的不斷發(fā)展。有鑒于此，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)Magnus Rueping以及Luigi Cavallo等人報道了在溫和條件下，在光氧化還原/鎳雙重催化下的三組分交叉偶聯(lián)反應(yīng)，通過一鍋法對炔烴進行雙官能化，得到一系列重要的三取代烯烴。值得注意的是，與傳統(tǒng)的基于底物的空間位阻來控制反應(yīng)選擇性的方法不同，三取代烯烴的E-異構(gòu)體和z -異構(gòu)體都可以通過選擇具有合適三重態(tài)能量的光催化劑來獲得。除了這種轉(zhuǎn)化帶來的直接實用性，這種新開發(fā)的方法可能會促進通過光氧化還原和過渡金屬雙重催化多組分反應(yīng)，實現(xiàn)碳碳多鍵的多種重要的一鍋法功能化。
Chen Zhu, Huifeng Yue, Bholanath Maity,Iuliana Atodiresei, Luigi Cavallo & Magnus Rueping. A multicomponentsynthesis of stereodefined olefins via nickel catalysis and singleelectron/triplet energy transfer. Nature Catalysis. 2019
DOI: 10.1038/s41929-019-0311-x
https://www.nature.com/articles/s41929-019-0311-x
3. Nature Commun.：原子顯微鏡方法研究MXene與二氧化硅之間的范德瓦爾斯相互作用
MXene在2011年第一次被Yury Gogotsi課題組報道。它是一類具有二維層狀結(jié)構(gòu)的金屬碳化物和金屬氮化物材料，是目前最具潛力的納米材料。通過HF酸刻蝕的方法，目前已有將近30種具有不同原子結(jié)構(gòu)的MXene被合成。MXene具有高導(dǎo)電率，高強度和良好的親水性能等優(yōu)點，在鋰離子電池，超級電容器等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。理解MXene與其他材料的范德瓦爾斯（vdW）相互作用對于MXene在實際應(yīng)用中的組裝過程具有至關(guān)重。目前還未出現(xiàn)相關(guān)方面的實驗研究。
有鑒于此，美國密蘇里科技大學(xué)吳承霖教授課題組和Vadym Mochalin教授課題組使用表面覆蓋二氧化硅的探針，通過原子力顯微鏡實驗探究了最為常見的兩種MXene（Ti3C2Tx和Ti2CTx）與二氧化硅，石墨烯與二氧化硅，以及二氧化硅與二氧化硅之間的vdW相互作用力，并且在考慮表面粗糙度的條件下得到粘附能。
結(jié)果表明，MXene與二氧化硅之間的粘附能與石墨烯與二氧化硅之間的粘附能，以及二氧化硅與二氧化硅之間的粘附能在一個數(shù)量級上。Ti3C2Tx與二氧化硅的粘附能（0.90±0.03 J m-2）要大于Ti2CTx的0.40±0.02 J m-2，這是由于單層Ti3C2Tx的原子結(jié)構(gòu)厚度要大于單層Ti2CTx的原子結(jié)構(gòu)厚度。對比單層與多層的MXene與二氧化硅的粘附能發(fā)現(xiàn)，粘附能沒有隨著層數(shù)的增加而發(fā)生變化。然而，一層石墨烯的粘附能（0.58±0.02 J m-2）要小于兩層（1.36±0.02 J m-2）和三層石墨烯的粘附能（1.33±0.03 J m-2）。這是由于MXene的層間距是石墨烯層間距的兩倍。此外，在6%到24%的濕度范圍內(nèi)，MXene與二氧化硅之間的粘附能不會受到濕度變化的影響。但是，MXene的氧化過程會減少粘附能。
Dr. Gogotsi 對本文是這樣評價的：發(fā)現(xiàn)二氧化硅與MXene之間的粘附能與二氧化硅與單層石墨烯之間的粘附能在同一個數(shù)量級上是十分重要的，因為這說明MXene會比石墨烯有更大的應(yīng)用前景。
Yanxiao Li, Shuohan Huang, Congjie Wei,Chenglin Wu, Vadym N. Mochalin, Adhesion of two-dimensional titanium carbides (MXenes) and graphene to silicon, Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-10982-8
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10982-8
4. Chem. Rev.：納米線的光子學(xué)
全光子集成電路是超越摩爾定律限制的未來系統(tǒng)的有前途的平臺。在過去的幾十年中，一維（1D）納米線因其獨特的一維結(jié)構(gòu)可有效地產(chǎn)生和嚴(yán)格限制光學(xué)信號以及易于調(diào)節(jié)的光學(xué)特性在光子電路中表現(xiàn)出巨大的潛力。近日， 加州大學(xué)伯克利分校楊培東研究團隊基于光學(xué)特性（即半導(dǎo)體，金屬和電介質(zhì)納米線）對納米線進行分類，以用于其潛在的光子應(yīng)用（作為光發(fā)射器或等離子體和光子波導(dǎo)）。研究人員進一步討論了最近基于納米線的光子元件集成到下一代光學(xué)信息處理器方面的進展。然而，在將納米線用作光子構(gòu)建塊之前仍然存在若干挑戰(zhàn)。該綜述提供了科學(xué)和技術(shù)的挑戰(zhàn)，并展望了未來的方向。
Quan, L. N. Yang, P. et . Nanowires for Photonics, Chem. Rev., 2019.
DOI:10.1021/acs.chemrev.9b00240
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemrev.9b00240
5. Chem. Soc. Rev.：具有高生物相容性的離子液體的基本行為和應(yīng)用
具有高生物相容性的離子液體(Bio-ILs)是一種生態(tài)友好型離子液體，其在電化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前，合成Bio-ILS的最佳策略是利用生物可再生資源的分子作為陰離子和陽離子的部分來構(gòu)建Bio-ILs結(jié)構(gòu)。人們對于Bio- ILs的性質(zhì)以及它們對環(huán)境和健康安全的影響也已經(jīng)進行了一定的研究。ICVS/3B’s – PT政府聯(lián)合實驗室JoanaM. Gomes博士和SimoneS. Silva博士合作綜述了生物Bio- ILs的合成策略以及它們的生態(tài)毒理學(xué)和生物學(xué)效應(yīng)；對這些Bio- ILs在不同應(yīng)用領(lǐng)域中的應(yīng)用進行了討論；最后對這一領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)和改進提出了一些新的見解。
Joana M. Gomes, Simone S. Silva. et al.Biocompatible ionic liquids: fundamental behaviours and applications. Chemical Society Reviews. 2019
DOI: 10.1039/C9NH00291J
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/nh/c9nh00291j#!divAbstract
6. ACS Nano：墨魚墨汁納米粒子可通過免疫-光熱協(xié)同治療抑制腫瘤生長
天然納米粒子因其性質(zhì)多樣、易獲取等特點而得到廣泛的研究。武漢大學(xué)張先正教授團隊和武漢大學(xué)人民醫(yī)院周龐虎博士團隊合作，對從墨魚的墨汁中提取的，具有顯著抗腫瘤作用的納米顆粒CINPs進行了系統(tǒng)研究。
CINPs形態(tài)呈球形，分散性好，生物相容性高，富含黑色素并含有多種氨基酸和單糖。CINPs可通過活化絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路有效地將腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)從免疫抑制的M2表型轉(zhuǎn)變?yōu)榭鼓[瘤的M1表型。此外，在近紅外(NIR)照射下，CINPs也具有較高的光熱效應(yīng)和殺傷腫瘤細(xì)胞的能力，可作為一種出色的腫瘤光熱治療(PTT)藥物。在體內(nèi)，CINPs可以增加M1巨噬細(xì)胞的比例并促進細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTLs)向腫瘤的富集，從而降低原發(fā)腫瘤的生長和進一步的肺轉(zhuǎn)移。通過光熱效應(yīng)和誘導(dǎo)腫瘤特異性抗原釋放，CINPs可高效抑制腫瘤生長并產(chǎn)生活躍的免疫反應(yīng)，因此在腫瘤治療中具有廣闊的應(yīng)用前景。
Rong-Hui Deng, Pang-Hu Zhou, Xian-Zheng Zhang.et al. Nanoparticles from Cuttlefish Ink Inhibit Tumor Growth by SynergizingImmunotherapy and Photothermal Therapy. ACS Nano. 2019
DOI: 10.1021/acsnano.9b02993
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02993
7. ACS Energy Lett.：1D/3D結(jié)構(gòu)，助力高效穩(wěn)定鈣鈦礦電池
西安交通大學(xué)楊冠軍和美國西北大學(xué) Mercouri G.Kanatzidis團隊通過使用寬帶隙1D碘化鉛鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的外延層來解決穩(wěn)定性的問題。基于短的有機陽離子即噻唑銨（TA），形成的1D覆蓋層用于鈍化三維（3D）鈣鈦礦薄膜，促進電荷傳輸，改善載流子壽命，并防止3D（MA，F(xiàn)A）PbI3薄膜的碘離子遷移。相比基于3D的器件，1D-3D器件實現(xiàn)了較高的效率和更好的環(huán)境穩(wěn)定性，獲得了18.97％的效率，同時在環(huán)境條件下在空氣中兩個月，保持92％的初始效率。結(jié)果表明，利用1D鈣鈦礦可以有效地改善3D鈣鈦礦太陽能電池器件性能。
Gao, L. et al. Improved EnvironmentalStability and Solar Cell Efficiency of (MA,FA)PbI3 Perovskite Usinga Wide Bandgap 1D Thiazolium Lead Iodide Capping Layer Strategy. ACS EnergyLetters, 2019
Doi:10.1021/acsenergylett.9b00930.
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.9b00930
8. AFM：克服鈣鈦礦與氧化鋅界面的不穩(wěn)定
鈣鈦礦太陽能電池在金屬氧化物n型層（包括SnO2和TiO2）上實現(xiàn)了最高的功率轉(zhuǎn)換效率。盡管ZnO具有優(yōu)異的光電性能，例如改善的透射率，更高的導(dǎo)電性，以及與甲基銨（MA）PbI3更緊密的導(dǎo)帶對準(zhǔn)，但由于與金屬鹵化物鈣鈦礦接觸時的化學(xué)不穩(wěn)定性，ZnO很大程度上被忽視了鈣鈦礦的快速分解。雖然表面鈍化技術(shù)在一定程度上緩解了這種不穩(wěn)定性，但尚未研究所有金屬鹵化物鈣鈦礦是否表現(xiàn)出與ZnO的這種不穩(wěn)定性。
近日，牛津大學(xué)Henry J. Snaith研究團隊通過用甲脒（FA）和銫（Cs）取代MA，鈣鈦礦-ZnO界面的穩(wěn)定性大大提高，實現(xiàn)了21.1％的掃描功率轉(zhuǎn)換效率和18％的穩(wěn)態(tài)功率輸出。這項工作表明ZnO與SnO2一樣是可行的n型電荷提取層，只要避免MA陽離子，就有許多可預(yù)見的優(yōu)點。
Schutt, K. Snaith, H. J. et al. OvercomingZinc Oxide Interface Instability with a Methylammonium-Free Perovskite forHigh-Performance Solar Cells. AFM 2019.
DOI:10.1002/adfm.201900466
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201900466
9. AFM：19.31％效率！防水EVA用于柔性鈣鈦礦電池及模組
鈣鈦礦太陽能電池（PVSC）是用于實現(xiàn)具有突出的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）和低成本特性的電源的有前景的光伏技術(shù)。然而，只有在開發(fā)出極其穩(wěn)定的器件結(jié)構(gòu)時才能使非凡的光伏性能最大化。南昌大學(xué)陳義旺和Licheng Tan等人引入了一種新型的EVA界面層，以制造具有優(yōu)異防水性和柔韌性的高效穩(wěn)定的PVSC。這種策略可以有效地鈍化鈣鈦礦表面、降低缺陷密度、并平衡電荷轉(zhuǎn)移。基于此，0.1 cm2器件的最高效率為19.31％，25 cm2模組為11.73％。EVA阻止了水分滲透，提高器件的防水性，從而有助于改善PVSC的穩(wěn)定性。經(jīng)EVA處理的P柔性器件（0.1 cm2）的效率為15.12％，柔性模組（25 cm2）的效率為8.95％，并且在5000次彎曲循環(huán)后，仍保留超過85％初始效率。
Huang, Z., Hu, X., Liu, C., Meng, X., Huang,Z., Yang, J., Duan, X., Long, J., Zhao, Z., Tan, L., Song, Y., Chen, Y., Water‐Resistant and Flexible Perovskite Solar Cells via a Glued Interfacial Layer. Adv. Funct. Mater. 2019, 1902629.
https://doi.org/10.1002/adfm.201902629
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201902629
10. Nano Energy：穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)薄膜助力高性能鋰離子電池
高比能鋰離子電池的研究、發(fā)展與應(yīng)用受到多種問題的困擾，尤其是電池容量在高電壓和極端溫度下的持續(xù)衰減。在本工作中，廈門大學(xué)楊勇教授團隊采用新型三丙炔磷酸酯添加劑（TPP）在正負(fù)兩極上的還原聚合和氧化聚合同時形成穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)薄膜而成功地提升了NCM532/石墨軟包電池的電化學(xué)性能。研究結(jié)果表明1%TPP的添加不僅能夠?qū)④洶姵氐氖字軒靷愋侍嵘?.4%，同時還能夠顯著改善電池在25℃和55℃下的循環(huán)穩(wěn)定性。電池在高溫下循環(huán)性能的改善歸因于TPP能夠捕捉電解液中的酸性腐蝕物種，同時能夠在電極表面構(gòu)筑穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)界面。這兩種效應(yīng)能夠有效抑制電解液中EMC溶劑的分解，減少正極材料中金屬離子的溶出并消除電極材料顆粒中的裂縫。
Weimin Zhao, Yong Yang et al, Toward a durablesolid electrolyte film on the electrodes for Li-ion batteries with highperformance, Nano Energy, 2019
DOI：10.1016/j.nanoen.2019.06.011
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519305154?dgcid=rss_sd_all#!
