1. Chem. Soc. Rev.：石墨中的插層化學—堿金屬離子及其外延
離子在宿主材料中的可逆嵌入脫出實現能量儲存是搖椅式電池的基本工作原理。這其中最具代表性的示例就是在1991年實現商品化的鋰離子電池中的石墨負極并且在后來的三十年間石墨負極一直作為負極材料的標桿。多年來，研究人員從堿金屬離子在石墨中的可逆脫嵌中得到啟示，并將其應用在鈉離子和鉀離子電池中且取得了巨大突破。與鋰離子電池相比，Na+和K+在石墨中的嵌入脫出存在較大差異。這種差異顯著的主客體相互作用與宿主材料和電解液的性質密切相關，這對于深入了解可在未來實用化的堿金屬離子電池的嵌入式電極材料至關重要。
中科院物理所陸雅翔、胡勇勝，里德里奇席勒大學珍娜分校PhilippAdelhelm，倫敦帝國理工學院Maria-Magdalena Titirici綜述了幾年來石墨負極研究的實驗和理論計算的重要進展，重點比較了三種堿金屬離子（Li+、Na+、K+）嵌入石墨中的情況，旨在闡明其中的主客體關系和基本機理。此外，作者還討論了為實現有利插層而開發的新方法以及該領域面臨的諸多挑戰。
Yuqi Li, Yaxiang Lu, Philipp Adelhelm,Maria-Magdalena Titirici, Yongsheng Hu et al, Intercalation chemistry of graphite: alkali metal ions and beyond, Chem. Soc. Rev., 2019
DOI: 10.1039/C9CS00162J
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/CS/C9CS00162J#!divAbstract
2. EES綜述：金屬納米粒子限域在CNT中用于能量轉換和儲存的最新進展
在一維碳納米管中納米限域金屬納米粒子的結構（M@CNTs）是獲得具有獨特物理和化學性質的新功能材料的方式，用于各種能量應用并具有增強的性能。在這種獨特的結構中，CNT的內腔可以作為納米反應器，其直徑為幾納米，長度為微米。將納米金屬限域在CNT中不僅改善了CNT的局部環境，而且還保護了金屬的浸出和聚集。
北京大學郭少軍和鄒如強團隊總結了開發不同功能納米顆粒的先進納米限域方法的最新進展，包括金屬，金屬氧化物，金屬硫化物，金屬磷化物和金屬碳化物等，特別關注它們的催化活性和穩定性，以增強鋅空氣電池，Li-O2電池和鋰離子電池的存儲容量，所展示的實施例提供了對用于電催化劑和電極的M@CNT的理解。最后，展望了M@CNT用于電化學能量轉換和存儲設備方面的挑戰和未來前景。
Hassina Tabassum, Asif Mahmood, Bingjun Zhu,Zibin Liang, Ruiqin Zhong, Shaojun Guo, Ruqiang Zou, Recent Advances inConfining Metal-based Nanoparticles into Carbon Nanotubes for ElectrochemicalEnergy Conversion and Storage Devices, Energy Environ. Sci., 2019,
DOI: 10.1039/C9EE00315K
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee00315k#!divAbstract
3. Angew：乙酰丙酮釩（III）作為Li-O2電池的高效可溶性催化劑
Li-O2電池中的高供體數（DN）溶劑能夠溶解Li2O2形成過程中的超氧化物中間體，從而促進在高倍率下的高容量并避免早期電池死掉。然而，它們的有益特性也導致對高反應性超氧化物中間體的不穩定性。此外，Li-O2電池將提供優異的能量密度，但是當僅使用固體催化劑操作時難以實現多相的電化學反應。
紐卡斯爾大學馬天翼團隊證明乙酰丙酮釩（III）V(acac)3是一種有效的可溶性催化劑，可以解決這些問題。雙功能V(acac)3可溶性催化劑可以通過控制超氧化物中間體來調節ORR機制，并通過在電解質中傳輸電子來降低充電電壓。在放電期間，V(acac)3與超氧化物中間體結合，加速O2還原動力學并減少副反應。在充電期間，V(acac)3充當氧化還原介體，允許Li2O2的有效氧化。具有V(acac)3的Li-O2電池表現出低過電位，高倍率性能和相當大的循環穩定性。
Qin Zhao, Naman Katyal, Ieuan D. Seymour,Graeme Henkelman, Tianyi Ma, Vanadium (III) Acetylacetonate as an EfficientSoluble Catalyst for Li‐O2 Battery, AngewandteChemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201907477
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201907477
4. Angew：Co-Fe尖晶石氧化物中惰性Fe3+的氧化還原助力鋅空電池氧催化活性
雙金屬鈷基尖晶石因其具有雙功能催化性能引起了研究者們的極大興趣。然而，對于Fe3+摻雜在Co3O4尖晶石中的影響仍然知之甚少，主要是因為催化劑的表面狀態難以捕獲。
紐卡斯爾大學馬天翼和Zhao-Qing Liu團隊將雜化尖晶石Co2FeO4/(Co0.72Fe0.28)Td(Co1.28Fe0.72)OctO4納米顆粒生長在N摻雜碳納米管（NCNT）上，并將其作為雙功能電極。該雜化尖晶石具有豐富的共邊[Co1/2Fe1/2O6]八面體單元，可有效影響Co3+ Oct的化學環境。由Fe-Co取代引起的Co-O鍵長度變化也可以影響鍵的共價。研究者采用通過操縱其電子自旋狀態來激活Co3+ Oct離子，尖晶石Co3O4中Co3+ Oct的電子構型可以通過置換Fe3+ Oct/Td來調節。理論計算和磁測量表明，Co 3d電子離域和自旋態躍遷導致Fe-陽離子引入到Co3O4中。相鄰的Fe3+在自旋和電荷作用下均能有效激活Co3+，從而提高了雜化尖晶石Co2FeO4的固有氧催化活性。此外，NCNT由于其高導電性，大表面積和固有柔韌性，可以作為金屬氧化物的理想導電基底。將碳材料與活性雜化尖晶石偶聯，得到的Co2FeO4/NCNT顯示出優異的催化性能，使其有希望用作鋅空氣電池中的雙功能電催化劑。
Zhao-Qing Liu, Xiao-Tong Wang, Ting Ouyang,Ling Wang, Jia-Huan Zhong, Tianyi Ma, Redox‐Inert Fe3+in Octahedral Sites of Co‐Fe Spinel Oxides withEnhanced Oxygen Catalytic Activity for Rechargeable Zn‐AirBatteries, Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI：10.1002/anie.201907595
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201907595
5. Accounts Chem. Res.：納米酶的概念、機理、標準及其應用
納米酶是一種具有類酶特性的納米材料。由于其可以解決天然酶的不足，如穩定性差、成本高、不易儲存等問題，因此在過去十年中得到了蓬勃發展。隨著納米科學技術的快速發展，納米酶也有望直接替代傳統酶用于生產和研究。目前，已有數百種納米材料被發現具有類過氧化物酶、氧化酶、過氧化氫酶、水解酶和超氧化物歧化酶等等多樣的催化活性，有些納米材料還能同時具有雙酶甚至多酶的活性。隨著納米酶學這一新概念的出現，納米酶已成為連接納米技術和生物學的一個重要橋梁。它具有獨特的理化性質和類酶催化活性，可以發展成為多種多功能平臺，進而在體外檢測和體內監測及治療等領域有著廣泛的應用前景。
中科院生物物理研究所梁敏敏博士和閻錫蘊院士合作介紹了關于功能特異性納米酶的設計與構建、納米酶研究的標準化以及納米酶在生物系統中替代天然酶的應用研究進展；并在最后對納米酶的研究前景進行了展望。
Minmin Liang, Xiyun Yan. Nanozymes: From NewConcepts, Mechanisms, and Standards to Applications. Accounts ofChemical Research. 2019
DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00140
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.9b00140
6. Nano Lett.：多功能空心多孔錳(II)氧化物納米平臺用于實時可視化的藥物遞送
多功能納米平臺具有良好的負載效率、可實時監測、提高藥物的生物利用度和生物選擇性等優點。其中，刺激響應型納米顆粒NPs作為一種智能納米平臺受到了研究的廣泛關注。
廈門大學高錦豪教授團隊制備了一種空心多孔錳(II)氧化物(HPMO)納米顆粒，并將其作為一種刺激響應型的，可激活的納米平臺用于腫瘤特異性的藥物遞送和實時監測。這種由兩性離子多巴胺磺酸鹽(ZDS)功能化的HPMO NPs可作為負載有機染料或化療藥物的載體平臺，且負載效率很高。所得到Cargo@HPMO會在腫瘤微環境和溶酶體的弱酸性條件下分解為順磁性Mn2+離子并進行釋放。釋放的Mn2+可以增強T1磁共振信號，實時監測體內藥物的遞送情況。這一工作報道的智能化多功能納米平臺具有pH響應的多模態成像和位點特異性藥物遞送功能，因此為實現癌癥的準確診斷和有效治療提供了一個新的策略。
Ruixue Wei, Jinhao Gao. et al. VersatileOctapod-Shaped Hollow Porous Manganese(II) Oxide Nanoplatform for Real-Time Visualizationof Cargo Delivery. Nano Letters. 2019
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01900
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01900
7. Nano Lett.：增強氧化損傷和抑制MTH1可提高腫瘤光動力治療的效果
腫瘤細胞會通過啟動核苷酸池消毒酶突變同源體1 (MTH1)等DNA損傷修復機制來適應活性氧(ROS)的攻擊以減輕氧化誘導的DNA損傷，這也極大地限制了光動力治療的效果。
武漢大學張先正教授團隊提出了一種放大氧化損傷的腫瘤治療策略，該方法不僅致力于增強ROS的生成，而且可以抑制隨后的MTH1酶活性。實驗制備了介孔硅包覆的普魯士藍納米材料 (PB@MSN)，其具有很好的過氧化氫酶活性和藥物負載能力，可以用來封裝MTH1的抑制劑TH287，并最終利用作為光動力治療試劑和熒光成像造影劑的四苯基卟啉鋅(Zn-Por)對其進行修飾得到PMPT材料。PMPT納米系統可以誘導H2O2的分解來緩解腫瘤乏氧，從而提高單線態氧的生成以增強氧化損傷；同時也會釋TH287來阻礙MTH1介導的DNA損傷修復過程，從而顯著提高光動力治療的效果。
Jing-Jing Hu, Xian-Zheng Zhang. et al. Augmentof Oxidative Damage with Enhanced Photodynamic Process and MTH1 Inhibition forTumor Therapy. Nano Letters. 2019
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b02112
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b02112
8. Nano Lett.：16.15%！銅（II）溴化物摻雜助力高性能CsPbI2Br鈣鈦礦太陽能電池
全無機鈣鈦礦由于其固有的無機穩定性而受到更多關注。然而，全無機鈣鈦礦太陽能電池中的電池效率仍遠低于有機 - 無機雜化鈣鈦礦器件的電池效率。近日，蘇州大學王照奎、廖良生聯合加州大學洛杉磯分校楊陽通過將溴化銅（II）（CuBr2）直接摻雜到鈣鈦礦前體中來調控CsPbI2Br結晶。CuBr2的摻入在延遲CsPbI2Br薄膜的結晶動力學過程中起作用，產生高質量的全無機鈣鈦礦薄膜，具有增大的晶粒尺寸，改善的載流子能力和減少的陷阱狀態。制造的鈣鈦礦太陽能電池達到16.15％的功率轉換效率，這是基于CsPbI2Br全無機鈣鈦礦太陽能電池的最高效率，這種摻雜方法為制備高性能全無機鈣鈦礦太陽能電池鋪平了道路。
Wang, K.-L. Tailored Phase Transformation ofCsPbI2Br Films by Copper (II) Bromide for High-Performance All-InorganicPerovskite Solar Cells. Nano Lett. 2019.
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01553
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.9b01553?rand=y45czu6o
9. AFM：21.04%效率！小分子無摻雜空穴傳輸層用于鈣鈦礦電池
不含摻雜劑的空穴傳輸材料（HTM）對于鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的商業化至關重要。然而，具有小分子無摻雜劑HTM的現有技術PSC的效率（PCE）低于20％。南京理工大學唐衛華和美國托萊多大學鄢炎發團隊報道了一種DTP-C6Th小分子， 作為無摻雜劑的HTM。與常用的spiro-OMeTAD相比，DTP-C6Th表現出相似的能級，更好的空穴遷移率為4.18×10-4 cm2 V-1s-1，更有效的空穴提取，使得有效且穩定的PSC。通過添加PMMA鈍化層,獲得了21.04％的最高效率，這是迄今為止基于小分子無摻雜劑的HTM的PSC的最高值。器件穩定性也得到了改善。
Yin, X., Zhou, J., Song, Z., Dong, Z., Bao,Q., Shrestha, N., Bista, S. S., Ellingson, R. J., Yan, Y., Tang, W.,Dithieno[3,2‐b:2′,3′‐d]pyrrol‐Cored Hole Transport MaterialEnabling Over 21% Efficiency Dopant‐Free Perovskite Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 2019, 1904300.
https://doi.org/10.1002/adfm.201904300
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201904300
10. ACS Nano：親鋰三維多孔集流體實現穩健鋰金屬負極用于鋰硫電池
關于無枝晶Li金屬負極的研究為提高Li-S電池的穩定性和安全性提供了機會，但目前Li負極的低容量和低Li利用率阻礙了Li-S電池能量密度的改善。廈門大學鄭南峰和方曉亮團隊提出了一種簡便的方法，通過用蛋黃-殼結構的N摻雜多孔碳納米片包裹商業金屬泡沫以用作親鋰型3D多孔集流體，其能夠容納大量的Li并具有引導均勻的Li成核/生長能力。得益于該結構的合理設計，該集流體能夠助力具有更高的庫侖效率和長壽命的無枝晶Li負極，使碳/硫正極顯示出增強的穩定性（1400次循環后容量保持率為78.1％），此外，研究者基于該集流體成功構建了具有82％ Li利用率的高面積容量（9.84mAh cm-2）Li-S全電池。
Fei Pei, Ang Fu, Weibin Ye, Jian Peng,Xiaoliang Fang, Ming-Sheng Wang, Nanfeng Zheng, Robust Lithium Metal AnodesRealized by Lithiophilic 3D Porous Current Collectors for Constructing High-EnergyLithium-Sulfur Batteries, ACS Nano, 2019.
DOI: 10.1021/acsnano.9b03784
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b03784
