1. Nature Materials: 納米厚度的氧化銦錫用作高性能電子器件
氧化銦錫（ITO）由于其高透光率和高導電性而被廣泛應(yīng)用于光電子學，但其在摻雜條件下的性能退化限制了其作為半導體材料的應(yīng)用。在本文中，華中科技大學YanqingWu等制造了基于超薄（小于4nm）ITO溝道和等效氧化層厚度為0.8nm的高質(zhì)量摻鑭氧化鉿介質(zhì)的短溝道有源晶體管，其性能可與現(xiàn)有金屬氧化物和新興的二聚體相媲美。
研究人員測量了這種40納米晶體管的短通道抗擾度，其閾下斜率為66 mV，關(guān)斷狀態(tài)電流<100 fA/μm，開/關(guān)比高達5.5×109。亞閾值狀態(tài)下工作的邏輯反相器在0.5V的低電源電壓下表現(xiàn)出了178倍的高增益。這種ITO獨特的寬帶隙和低介電常數(shù)為未來先進低功率電子器件在5nm以下的擴展提供了廣闊前景。
ShengmanLi, Yanqing Wu et al, Nanometre-thin indium tin oxide for advancedhigh-performance electronics, Nature Materials, 2019
https://www.nature.com/articles/s41563-019-0455-8?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+nmat%2Frss%2Fcurrent+%28Nature+Materials+-+Issue%29
2. Science Advances: CaCoO3和SrCoO3卓越的氧析出反應(yīng)活性
氧析出反應(yīng)在燃料電池或金屬空氣電池中都扮演著重要角色。在本文中，美國德克薩斯州大學奧斯汀分校的Xiang Li和Hao Wang 等通過比較CaCoO3和SrCoO3的催化起始電位和活性研究了共價鍵、表面氧的分離和電解質(zhì)的酸堿度對過渡金屬氧化物的氧析出反應(yīng)（OER）的影響。
立方鈣鈦礦和金屬鈣鈦礦都具有相似的CoIV中間自旋態(tài)和起始電位，但其晶格參數(shù)相對較小，表面氧分離時間較短，使得CaCoO3更穩(wěn)定，因而具有較高的OER活性。兩種晶相的起始電位相似，均發(fā)生在H+從表面-OH-脫去的地方，但兩個相互競爭的表面反應(yīng)決定了催化活性。在其中一種反應(yīng)路徑中，表面-O-受到電解質(zhì)中OH-的攻擊，形成表面-OOH-；在另一種情況下，兩個-O-形成表面過氧化離子和氧空位，電解質(zhì)中OH-攻擊氧空位。在表面氧分離程度較小地情況下第二種反應(yīng)路徑可能更占優(yōu)勢。
XiangLi, Hao Wang et al, Exceptional oxygen evolution reactivities on CaCoO3 andSrCoO3, Science Advances, 2019
DOI: 10.1126/sciadv.aav6262
https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaav6262?rss=1
3. Joule: 自組裝三導電納米復合材料作為優(yōu)良的質(zhì)子陶瓷燃料電池陰極
邵宗平報道了一種氧離子質(zhì)子導電納米復合材料BaCo0.7(Ce0.8Y0.2)0.3O3-δ(BCCY)，它來源于自組裝工藝，是一種高性能質(zhì)子陶瓷燃料電池（PCFC）或混合O2-/H+雙離子導電燃料電池（雙離子燃料電池）陰極。高溫煅燒過程中的自組裝導致形成一種納米復合物，該復合物由混合的H+/e-導電BaCexYyCozO3-δ（P-BCCY）相和混合的O2-/e-導電BaCoxCeyYzO3-δ（M-BCCY）和BaCoO3-δ（BC）相組成。
這些相之間的相互作用促進了復合陰極的氧還原反應(yīng)（ORR）動力學，并通過回火熱失配來改善其熱機械相容性和膨脹系數(shù)（TEC）。當作為陰極在陽極支撐的二元體FCs和PCFCs中測試時，在650℃下實現(xiàn)峰值功率密度（PPDs）分別為985和464 mWcm-2，同時在550℃下保持812小時的穩(wěn)定運行。這種材料非常適合用于PCFCs和雙離子FCs的高性能陰極，大大加速了這種技術(shù)的商業(yè)化。
Song, Y. et al. Self-AssembledTriple-Conducting Nanocomposite as a Superior Protonic Ceramic Fuel Cell Cathode. Joule,
DOI: 10.1016/j.joule.2019.07.004
https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2542435119303204
4. Joule:“聚離子液體-in-salt”電解質(zhì)中共配位輔助的鋰離子傳導助力安全鋰金屬電池
聚合物電解質(zhì)由于不使用具有可燃揮發(fā)性的溶劑以及具有合適的機械性能因而被認為是實現(xiàn)高安全、高能量密度全固態(tài)鋰金屬電池的關(guān)鍵。在本文中，澳大利亞迪肯大學的Maria Forsyth等通過使用聚（二烯丙基二甲基銨）雙（氟磺酰）酰亞胺（PDADMA FSI）和高含量的LiFSI開發(fā)出了一種不含溶劑的聚合物電解質(zhì)。
當PDADMAFSI:LiFSI的摩爾比為1:1.5時能夠形成一種鋰離子遷移數(shù)高達0.56的均相混合物固態(tài)電解質(zhì)，而當摩爾比再升高時則會出現(xiàn)晶相。分子動力學模擬證明FSI陰離子與Li+和聚合物骨架之間存在著共配位現(xiàn)象，這種共配位行為在摩爾比為1:1.5時達到最大因而有利于鋰離子的傳輸。即便在高溫下這種電解質(zhì)也能夠支持鋰金屬對稱電池和鋰金屬全電池（Li/LiFePO4和Li/NCM111）在面容量高達1.1mAh/cm2的條件下穩(wěn)定循環(huán)。
XiaoenWang, Maria Forsyth et al, Poly(Ionic Liquid)s-in-Salt Electrolytes withCo-coordination-Assisted Lithium-Ion Transport for Safe Batteries, Joule, 2019
DOI:10.1016/j.joule.2019.07.008
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30352-6?rss=yes
5. Angew：偶聯(lián)DNA的納米體用于靶向遞送鉑藥物
實現(xiàn)靶向給藥是腫瘤臨床治療的一大難題。國家納米科學中心丁寶全研究員團隊構(gòu)建了一個多功能的DNA納米平臺，并將其作為一種高效的體內(nèi)鉑基DNA嵌入劑(56MESS)的載體。實驗將56MESS負載到雙束DNA四面體中，發(fā)現(xiàn)該DNA納米體可靶向并阻斷腫瘤細胞的表皮生長因子受體(EGFR)，因此它具有良好的細胞選擇性和抗腫瘤效果，且無明顯的全身毒性。
TiantianWu, Jianbing Liu, Baoquan Ding. et al. A Nanobody-Conjugated DNA Nanoplatformfor Targeted Platinum Drug Delivery. Angewandte Chemie International Edition.2019
DOI:10.1002/anie.201909345
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909345
6. Nano Lett.：碳納米管誘導的肺纖維化與基質(zhì)硬度相關(guān)
大多數(shù)的活體組織都具有特定的硬度，并且對細胞行為有著重要深遠的影響。而這種硬度是如何影響細胞對納米材料的反應(yīng)這一問題目前還尚未闡明。北德州大學楊勇教授團隊研究了基質(zhì)硬度這一因素對多壁碳納米管(MWCNTs)誘導正常人肺成纖維細胞(NHLFs)發(fā)生成纖維反應(yīng)的影響。
實驗在與人類正常肺組織和纖維化肺組織具有相當硬度的聚丙烯酰胺(PAAm)水凝膠上培養(yǎng)NHLFs，并利用MWCNTs做不同時長的處理。結(jié)果觀察到NHLFs的成纖維反應(yīng)，包括細胞增殖、活性氧的產(chǎn)生和膠原I的表達等都會受到基質(zhì)硬度的影響。具體來說，NHLFs在軟凝膠上時會需要較長的處理時間才能表現(xiàn)出纖維化反應(yīng)；而在硬水凝膠上通過短時間的MWCNTs處理就足以誘導纖維化反應(yīng)。
機制研究表明，MWCNTs可通過促進局灶性粘附激酶(FAK)的表達和磷酸化來誘導NHLFs的纖維化形成，并且當在硬凝膠上時還通過可以減弱細胞內(nèi)的張力以增加細胞對MWCNTs的攝取，從而提高纖維化反應(yīng)。這一研究表明增加基質(zhì)剛度可以加速纖維化的形成，也為合理設(shè)計用于納米毒理學研究的體外模型提供了新的依據(jù)。
KaiWang, Yong Yang. et al. Substrate Stiffness-Dependent Carbon Nanotube-InducedLung Fibrogenesis. Nano Letters. 2019
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01943
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01943
7. Nano Lett.：合成的高密度脂蛋白用于抑制肝癌生長并增強PD-1阻斷治療
不能進行手術(shù)治療的肝癌(HCC)患者的長時間無進展生存期(PFS)是一個尚未解決的臨床難題。中科院上海藥物研究所李亞平研究員、張鵬程博士和吉林大學滕樂生教授合作制備了一種仿生納米平臺，即合成的高密度脂蛋白(sHDL)，它可以將光熱劑DiR等藥物優(yōu)先轉(zhuǎn)運到HCC細胞的胞漿中，從而在體內(nèi)對HCC進行成像指導的聯(lián)合治療。
實驗通過單次注射證明了sHDLs可以緩解腫瘤生長并觸發(fā)免疫原細胞死亡(ICD)，促進樹突狀細胞(DC)成熟，進而誘導CD8+ T細胞響應(yīng)使得腫瘤對PD-1阻斷更加敏感。并且通過將DiR和干擾素基因激動劑vadimezan的刺激劑負載到sHDL上并結(jié)合PD-1阻斷試劑治療可以抑制腫瘤并實現(xiàn)免疫保護。而若用化療藥物mertansin替代vadimezan則可增強HCC細胞的ICD，但該藥物也會干擾DC的成熟和隨后的CD8+ T細胞啟動，導致疾病的控制效果不夠理想。
JunyangWang, Lesheng Teng, Pengcheng Zhang, Yaping Li. et al. Hepatocellular Carcinoma Growth Retardation and PD?1 Blockade Therapy Potentiation with SyntheticHigh-density Lipoprotein. Nano Letters. 2019
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01717
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01717
8. Nano Lett.：納米酶MOF用于級聯(lián)催化增強的癌癥協(xié)同治療
級聯(lián)催化可以顯著提高天然酶的化學反應(yīng)效率。然而，由于天然酶存在許多固有的缺陷，設(shè)計可用于級聯(lián)催化反應(yīng)的雙酶或多酶納米反應(yīng)器仍然是一個很大的難題。
中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所吳愛國研究員團隊制備了一種由雙納米酶工程化的卟啉MOF材料(PCN)，它可以驅(qū)動進行原位級聯(lián)催化以增強對腫瘤協(xié)同治療。實驗將作為類過氧化氫酶的鉑納米顆粒(Pt NPs) 夾在PCN的中間，然后將作為類葡萄糖氧化酶的超小金納米顆粒(Au NPs)嵌入外殼內(nèi)，最后與葉酸進行配位得到了P@Pt@P-Au-FA NPs。該材料能通過催化瘤內(nèi)的過氧化氫分解來有效地緩解腫瘤乏氧，這可增強依賴于O2 的光動力治療的效果，同時也會加速Au NPs對β-D-葡萄糖的消耗并產(chǎn)生過氧化氫作為Pt NPs的底物，實現(xiàn)饑餓-光動力協(xié)同治療，從而達到了顯著的抗腫瘤作用，并可預(yù)防腫瘤的復發(fā)和轉(zhuǎn)移。
ChuangLiu, Aiguo Wu. et al. Nanozymes-Engineered Metal?OrganicFrameworks for Catalytic Cascades-Enhanced Synergistic Cancer Therapy. Nano Letters.2019
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b02253
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b02253
9. ACS Nano：廣譜pH響應(yīng)的傳感器用于在體內(nèi)定量診斷胃腸道功能障礙
胃腸疾病嚴重影響著許多人的生活質(zhì)量，也給醫(yī)療保健系統(tǒng)造成了嚴重的負擔。胃腸的運動性和pH等功能參數(shù)能有效反映胃腸活動在生理或病理條件下發(fā)生的變化。因此，開發(fā)一種可實時定量測量胃腸道功能參數(shù)的無創(chuàng)方法是非常必要的。目前臨床上廣泛應(yīng)用的胃腸疾病診斷策略有x射線鋇餐檢查、超聲成像、核素檢查、內(nèi)鏡檢查等。然而，這些方法都存在一定的局限性而不能提供全面的定量信息。光聲成像(PAI)是一種快速、無創(chuàng)的實時成像技術(shù)，可以同時獲得多種功能和定量信息。但目前很少有比率PAI造影劑被報道用于對體內(nèi)胃腸道功能參數(shù)的定量。
廈門大學聶立銘教授團隊研制了一種基于聚苯胺和金三角納米板的廣譜pH響應(yīng)的比色傳感器。研究利用該傳感器作為造影劑進行PAI，可以在一次實驗中準確測量胃腸的功能參數(shù)，并且該傳感器也非常靈敏，對pH的響應(yīng)速度可達0.6 s，耐久性可達24小時，且可重復和可逆地進行縱向監(jiān)測。定量結(jié)果顯示胃和十二指腸潰瘍患者的胃腸道運動會發(fā)生顯著障礙，pH值也有明顯下降。
WenchaoHuang, Liming Nie. et al. In Vivo Quantitative Photoacoustic Diagnosis ofGastric and Intestinal Dysfunctions with a Broad pH-Responsive Sensor. ACS Nano.2019
DOI:10.1021/acsnano.9b04541
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b04541
10. AEM：綜述-自支撐的泡沫貴金屬的電催化及其他方向發(fā)展
貴金屬盡管價格昂貴，但仍然在眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。為了獲得新的物理化學性質(zhì)并提高實際應(yīng)用的性價比，一個重要的方向就是將貴金屬轉(zhuǎn)化為納米結(jié)構(gòu)多孔網(wǎng)絡(luò)。由于泡沫貴金屬（NMF）具有自支撐、由貴金屬基構(gòu)成的3D互連網(wǎng)絡(luò)，在過去的二十年中引起了極大的關(guān)注。
傳承了泡沫的結(jié)構(gòu)特征和貴金屬的物理化學性質(zhì)，NMF在各個領(lǐng)域都展示出優(yōu)秀的特性和令人印象深刻的應(yīng)用前景，包括電催化，多相催化，表面增強拉曼散射，傳感和驅(qū)動等。目前已經(jīng)開發(fā)了許多泡沫貴金屬的合成方法。然而，由于特定方法的先天限制和對形成機制的不充分理解，對泡沫貴金屬的組成，結(jié)構(gòu)和相應(yīng)性質(zhì)的靈活操作仍然具有挑戰(zhàn)性。因此，很少建立組成/結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的相關(guān)性，從而遲滯了特定應(yīng)用的材料設(shè)計/優(yōu)化。
近日，德累斯頓工業(yè)大學的Alexander Eychmüller研究組通過本篇綜述，致力于全面介紹泡沫貴金屬從合成到應(yīng)用，重點是電催化。其中還包括了泡沫貴金屬的挑戰(zhàn)和機遇，以指導該領(lǐng)域可能的研究方向，并希望可以促進跨學科科學家們的興趣。
Ran Du*,Xinyi Jin, René Hübner, Xuelin Fan, Yue Hu, and AlexanderEychmüller*, Engineering Self-Supported Noble Metal Foams Toward Electrocatalysis and Beyond. Adv. Energy Mater. 2019, 1901945
DOI: 10.1002/aenm.201901945
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201901945
