1. Nature Nanotechnology: 超快相干非線性納米光學(xué)和石墨烯的納米成像
憑借其線性能量色散和大躍遷偶極矩陣元素，石墨烯是非線性光電應(yīng)用的有吸引力的材料。然而，由于缺乏合適的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，其強(qiáng)烈的非線性響應(yīng)，超快相干動力學(xué)和相關(guān)的納米級現(xiàn)象的機(jī)械起源仍然難以捉摸。
科羅拉多大學(xué)Markus B. Raschke和德州A&M大學(xué)Alexey Belyanin團(tuán)隊(duì)利用絕熱納米聚焦和成像，研究了石墨烯的寬帶四波混頻（FWM）響應(yīng)與納米和飛秒的時空分辨率。檢測到了邊緣處的非線性信號增強(qiáng)，并且依賴于小至104個碳原子的激發(fā)區(qū)域的層數(shù)。飛秒FWM納米成像和伴隨的頻域測量揭示了T2≈6±1 fs時間尺度的相位差，將其歸因于強(qiáng)電子-電子相互作用。我們還在100-400 nm長度尺度上識別出不尋常的非局部FWM響應(yīng)，將其分配給控制尖端近場動量矩與具有高費(fèi)米速度的石墨烯電子之間的非線性相互作用的多普勒效應(yīng)。這些結(jié)果說明了石墨烯的獨(dú)特非線性納米光學(xué)性質(zhì)，也可用于相關(guān)的二維材料類別，可以形成改進(jìn)的非線性和超快納米光子器件的基礎(chǔ)。
Ultrafastcoherent nonlinear nanooptics and nanoimaging of graphene, Nature Nanotechnology, 2019
https://www.nature.com/articles/s41565-019-0515-x
2. Science Advances: 基于金屬氧化物半導(dǎo)體納米膜的多功能電子設(shè)備
可穿戴式人機(jī)界面（HMI）是一類重要的設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和團(tuán)隊(duì)協(xié)作。電子，材料和機(jī)械設(shè)計(jì)的最新進(jìn)展為可穿戴HMI設(shè)備提供了途徑。然而，現(xiàn)有的可穿戴HMI設(shè)備使用和限制了人體運(yùn)動，其缺點(diǎn)有舒適度差、響應(yīng)時間慢，或難以實(shí)現(xiàn)多功能。
近日，休斯頓大學(xué)Cunjiang Yu研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了溶膠 - 凝膠聚合物處理的銦鋅氧化物半導(dǎo)體納米膜基超薄可拉伸電子器件具有多功能性，其簡單制造，不易磨損和堅(jiān)固的接口等優(yōu)點(diǎn)。多功能可穿戴HMI設(shè)備的范圍可用于數(shù)據(jù)存儲的電阻隨機(jī)存取存儲器、接口和開關(guān)電路的場效應(yīng)晶體管、健康和身體運(yùn)動感測的各種傳感器，以及用于溫度傳遞的微加熱器。HMI設(shè)備不僅可以由人類無縫佩戴，還可以作為機(jī)器人的假肢皮膚實(shí)現(xiàn)，提供智能反饋，從而形成閉環(huán)HMI系統(tǒng)。
Sim, K. Yu, C. et al. Metal oxide semiconductor nanomembrane–based soft unnoticeable multifunctional electronics for wearable human-machine interfaces. Science Advances 2019.
DOI: 10.1126/sciadv.aav9653
https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaav9653
3. Adv. Sci.綜述：納米藥物的免疫毒性及其臨床轉(zhuǎn)化
盡管人們對將納米技術(shù)用于腫瘤診療領(lǐng)域的興趣日益高漲，但是要實(shí)現(xiàn)其臨床轉(zhuǎn)化還有很多的挑戰(zhàn)亟待解決。在被靜脈注射后，納米材料會與血液中的成分發(fā)生相互作用并產(chǎn)生一系列相關(guān)的免疫毒性反應(yīng)。納米材料的特性(如尺寸、形狀或表面電荷)的微小變化都會對其體內(nèi)的免疫特性產(chǎn)生重大影響。
都柏林圣三一學(xué)院Adriele Prina-Mello團(tuán)隊(duì)對用于癌癥診療的納米材料，如脂質(zhì)體、樹突狀大分子、介孔二氧化硅、氧化鐵、納米金和量子點(diǎn)等的免疫學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了綜述，并對其臨床前評估所缺失的內(nèi)容進(jìn)行了重點(diǎn)介紹；同時也討論了如何通過有效的臨床前評估來避免或降低材料的免疫毒性，從而有效地推動其未來的臨床轉(zhuǎn)化。
GaryHannon, Adriele Prina-Mello. et al. Immunotoxicity Considerations for Next Generation Cancer Nanomedicines. Advanced Science. 2019
DOI:10.1002/advs.201900133
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201900133
4. ACS Nano：金屬富勒烯納米顆粒可逆轉(zhuǎn)胰腺的功能紊亂以治療2型糖尿病
2型糖尿病(T2DM)是最常見的代謝性疾病之一。但是目前研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)治療T2DM停止后，再次使用抗T2DM藥物往往不起作用。中科院化學(xué)所甄明明博士和王春儒研究員合作提出了一個可持續(xù)對抗2型糖尿病的策略。
實(shí)驗(yàn)對db/db糖尿病小鼠進(jìn)行腹腔內(nèi)給藥氨基酸功能化的金屬富勒烯納米顆粒(GFNPs)，發(fā)現(xiàn)GFNPs會在胰腺和肝臟中高度積累，并可顯著降低高血糖以使得T2DM小鼠保持正常的血糖水平，甚至在停止給藥后也可以繼續(xù)維持。同時，GFNPs會通過降低氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)來逆轉(zhuǎn)胰島功能紊亂，從根本上實(shí)現(xiàn)胰島分泌胰島素的功能正常化。機(jī)制研究表明，GFNPs可通過激活I(lǐng)RS2/PI3K/AKT信號通路來調(diào)控糖脂代謝，從而改善肝臟的耐胰島素特效，抑制糖異生并增加肝糖原的生成。此外，GFNPs還可減輕肝臟脂肪變性，最終維持全身的糖脂代謝平衡，并且沒有明顯的毒性。這一工作表明GFNPs可為治療T2DM提供了一個新的高效方法。
XueLi, Mingming Zhen, Chunru Wang. et al. Gadofullerene Nanoparticles Reverse Dysfunctions of Pancreas and Improve Hepatic Insulin Resistance for Type 2Diabetes Mellitus Treatment. ACS Nano. 2019
DOI:10.1021/acsnano.9b02050
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02050
5. Nano Lett.：簡單的多功能納米材料用于根除腫瘤并預(yù)防復(fù)發(fā)
上海交大周廣東教授和陶可博士合作，通過簡單地將連有光敏劑的聚賴氨酸兩親性大分子結(jié)合到疏水的上轉(zhuǎn)化納米顆粒上制備了一種用于光動力治療(PDT)的納米藥物。盡管該納米藥物的結(jié)構(gòu)較為簡單，但其也同時具有多種功能特性，如可大量負(fù)載光敏劑、在體內(nèi)外可被細(xì)胞有效地內(nèi)化、在腫瘤內(nèi)有廣泛的分布和對腫瘤干細(xì)胞有著強(qiáng)大致死性等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，得益于這些功能的結(jié)合，在腹腔給藥（劑量5.6 mg/kg）后小鼠的腫瘤可被根除，并且40天后也未見復(fù)發(fā)。這一研究結(jié)果也為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單的多功能高效納米藥物提供了一種新的策略。
YanLiu, Guangdong Zhou, Ke Tao. et al. A Simple, Yet Multifunctional,Nanoformulation for Eradicating Tumors and Preventing Recurrence with Safely Low Administration Dose. Nano Letters. 2019
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b02053
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b02053
6. ACS Energy Lett.：鈣鈦礦太陽能電池和模塊
雖然小面積金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池（PSC）顯示PCE高達(dá)25.2％，但小面積和大面積PSC器件之間的效率差距仍然很大。劉生忠和戚亞冰團(tuán)隊(duì)分享對制造面積超過200 cm2的組件的當(dāng)前階段挑戰(zhàn)的看法，并總結(jié)了最近在縮小效率差距方面取得的進(jìn)展，強(qiáng)調(diào)了進(jìn)一步研究將鈣鈦礦光伏技術(shù)轉(zhuǎn)向工業(yè)規(guī)模。這些策略包括學(xué)習(xí)其他商業(yè)化薄膜光伏技術(shù)，分析采用基于溶液和蒸汽的可升級制造技術(shù)和優(yōu)化大面積模塊設(shè)計(jì)的鈣鈦礦太陽能模塊的現(xiàn)狀。考慮到成本分析和工作穩(wěn)定性曲線，基于碳電極的器件具有很大潛力。
Qiu,L., He, S., Ono, L. K., Liu, S. & Qi, Y. Upscalable Fabrication of Metal Halide Perovskite Solar Cells and Modules. ACS Energy Lett., 2019
DOI:10.1021/acsenergylett.9b01396 (2019)
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.9b01396
7. ACS EnergyLett.: 甲氧基硅烷交聯(lián)劑提高鈣鈦礦電池性能
實(shí)現(xiàn)具有最小非輻射復(fù)合損失的高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜對于進(jìn)一步提高鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）至關(guān)重要。此外，PSC的不穩(wěn)定性仍然是其大規(guī)模商業(yè)化的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。然而，很難實(shí)現(xiàn)PCE和穩(wěn)定性的同時增強(qiáng)。Nam-Gyu Park團(tuán)隊(duì)展示了一種有效且可重復(fù)的多功能添加劑工程策略，通過將由不同端基官能化的甲氧基硅烷交聯(lián)劑，中等電子給體-SH，弱電子給體-CH3和強(qiáng)吸電子-CN分別引入PbI2前體溶液中，進(jìn)而沉積鈣鈦礦。
結(jié)果表明，官能團(tuán)在器件性能中起著至關(guān)重要的作用。在引入含有-SH官能團(tuán)的（3-巰基丙基）三甲氧基硅烷（MPTS）后，PCE從18.4％（對照組）增加到20.8％，而3-氰基丙基三乙氧基硅烷（CPTS）含有-CN基團(tuán)會降低整體光伏性能。PbI2和MPTS之間的路易斯酸堿相互作用控制晶體生長，使得晶粒尺寸增加。此外，發(fā)現(xiàn)MPTS中的-SH有效地鈍化缺陷，導(dǎo)致更長的載流子壽命。最后，由于交聯(lián)硅氧烷網(wǎng)絡(luò)作為晶界的有效保護(hù)層的形成，器件的熱穩(wěn)定性和水分穩(wěn)定性得到明顯改善。該研究為多功能添加劑工程提供了指導(dǎo)，以同時實(shí)現(xiàn)高PCE和長期穩(wěn)定性。
Importanceof Functional Group in Cross-linking Methoxysilane Additives for HighEfficiency and Stable Perovskite Solar Cells, ACS Energy Lett.2019
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b01356
8. ACS Energy Lett.: Se1-xTex合金用于光伏器件
Mercouri G. Kanatzidis團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種高帶隙光吸收層，硒與同構(gòu)低帶隙半導(dǎo)體碲的合金化。將Se1-xTex的帶隙能量調(diào)整到光伏吸收層的最佳值。基于晶體Se1-xTex合金的光伏器件是極其廉價且高度可擴(kuò)展的太陽能電池的有希望的候選者，提供簡單的低溫制造和內(nèi)在穩(wěn)定性。探索了Se1-xTex合金的電光特性，并表明，由于導(dǎo)帶能量的顯著非線性變化，碲以非線性方式移動帶隙，比預(yù)期更快，從而可以輕松達(dá)到1.2-1.4 eV的所需帶隙。基于這些結(jié)果，設(shè)計(jì)了簡單的Se1-xTex光伏器件。與純硒相比，顯示出明顯地改善的電流密度。
Non-linear Band Gap Tunability in Selenium Tellurium Alloys and its Utilization in SolarCells, ACS Energy Lett.2019
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b01619
9. AFM：可3D打印的生物活性水凝膠支架用于治療創(chuàng)傷性腦損傷
外傷性腦損傷以及顱內(nèi)壓增高是目前世界上最致命的損傷之一。通常情況下，患者必須經(jīng)過兩個手術(shù)，即顱骨切除和顱骨成形來降低顱內(nèi)壓，然后對顱骨進(jìn)行修復(fù)。而傳統(tǒng)的生物材料往往會壓迫顱內(nèi)組織，因此不能在顱骨切除后被直接植入。
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院宋滇文博士團(tuán)隊(duì)和東華大學(xué)武培怡教授團(tuán)隊(duì)合作制備了一種可3D打印的高彈性生物活性水凝膠支架，該支架能保護(hù)腦組織并適應(yīng)顱內(nèi)壓的變化，可以輔助營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)以及骨間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖和成骨分化。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，該水凝膠支架能在8周內(nèi)有效治療創(chuàng)傷性腦損傷，并能被安全地降解。
LingbinChe, Peiyi Wu, Dianwen Song. et al. A 3D Printable and Bioactive Hydrogel Scaffold to Treat Traumatic Brain Injury. Advanced Functional Materials.2019
DOI:10.1002/adfm.201904450
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201901761
10. ACR: 可充鋰電池中的有機(jī)硫正極材料
在過去的幾十年里，鋰離子電池在便攜式電子設(shè)備和電動汽車領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用。為了追求更高的電池能量密度并克服無機(jī)電極材料的儲能極限，開發(fā)新型可充鋰電池正極材料至關(guān)重要。近年來隨著鋰硫電池的發(fā)展，結(jié)構(gòu)中含有長硫鏈的有機(jī)硫化物（如三硫化物、四硫化物、五硫化物等）受到越來越多的關(guān)注。有機(jī)硫化合物作為一類重要的硫衍生物，其與單質(zhì)硫相比具有多種結(jié)構(gòu)和獨(dú)特性能。
鄭州大學(xué)付永柱在本文首先概述了鋰電池中有機(jī)硫化物的工作原理，然后討論有具有精確的鋰化位點(diǎn)和可調(diào)的容量的有機(jī)硫分子。對有機(jī)硫化合物進(jìn)行有機(jī)官能團(tuán)修飾可以提供額外的好處，例如用苯基能夠提高放電電壓和能量效率，用氮雜環(huán)改善循環(huán)穩(wěn)定性。此外，由于硒具有較高的導(dǎo)電率和較低的鍵能，用硒取代硫也可以改善其電化學(xué)性能。本文還介紹了有機(jī)硫化物作為電解質(zhì)添加劑或在鋰金屬陽極上形成固體電解質(zhì)界面層的組分。并探討了了多硫化物分子和聚合物的合成方法。最后，作者介紹了有機(jī)硫化物作為鋰電池正極材料的優(yōu)越性，概括總結(jié)了有機(jī)硫化物作為下一代可充電鋰電池正極材料的最新進(jìn)展，深入分析了其結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系，并為今后的發(fā)展提供了指導(dǎo)。
DanyangWang, Yongzhu Fu et al, Organosulfides: An Emerging Class of Cathode Materialsfor Rechargeable Lithium Batteries, Accounts of Chemical Research, 2019
DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00231
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.9b00231
