1. Nature Materials綜述:有機(jī)混合離子-電子導(dǎo)體
高效傳輸及耦合離子和電子電荷的材料是推動下一代生物電子、光電和儲能設(shè)備等一系列技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。近日,美國西北大學(xué)Jonathan Rivnay團(tuán)隊(duì)總結(jié)了了有機(jī)混合離子-電子導(dǎo)體(OMIECs)的設(shè)計(jì)和研究進(jìn)展。
由于離子和電子的相互作用和耦合輸運(yùn)特性,化學(xué)家們需要對OMIECs有更深的理解,而不僅僅是支持電子或離子過程的有機(jī)薄膜和膜研究的知識。作者說明了該類材料中充電過程中看似矛盾的觀點(diǎn)和術(shù)語,并強(qiáng)調(diào)了有助于擴(kuò)展基礎(chǔ)理解和材料發(fā)展的方法。作者還對OMIEC的發(fā)展進(jìn)行了展望。
BryanD. Paulsen, Jonathan Rivnay*, et al. Organic mixed ionic–electronic conductors. Nat.Mater., 2019.
DOI: 10.1038/s41563-019-0435-z
https://www.nature.com/articles/s41563-019-0435-z
2. Nature Nanotechnology:二維材料中的介電失調(diào)
理解和控制障礙是納米技術(shù)和材料科學(xué)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)上,無序歸因于固有材料性質(zhì)的局部波動,例如化學(xué)和結(jié)構(gòu)組成,摻雜或應(yīng)變。雷根斯堡大學(xué)Alexey Chernikov提出了一種基本上新的納米級系統(tǒng)無序源,它完全基于由于外部介電環(huán)境的波動引起的庫侖相互作用的局部變化。
使用二維半導(dǎo)體作為原型,通過探測激子共振的統(tǒng)計(jì)和相關(guān)性來實(shí)驗(yàn)監(jiān)測介電障礙,并在理論上分析外部屏蔽和聲子散射的影響。即使是介電環(huán)境的適度波動也會引起帶隙和激子結(jié)合能的大幅變化,直到100 meV范圍,通常使其成為不均勻性的主要來源。因此,介電紊亂對納米級材料的光學(xué)和傳輸性質(zhì)及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有重要意義。
Dielectric disorder intwo-dimensional materials
https://www.nature.com/articles/s41565-019-0520-0
3. Nature Photon.:最高效鈣鈦礦藍(lán)光問世!9.5%藍(lán)色發(fā)光二極管
無機(jī) - 有機(jī)雜化鈣鈦礦的出現(xiàn),為大面積,低成本和顏色飽和的發(fā)光二極管(LED)提供了新的機(jī)會,非常適合顯示和固態(tài)照明應(yīng)用 。然而,藍(lán)色鈣鈦礦LED(PeLEDs)的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于它們的近紅外,紅色和綠色PeLEDs,極大地限制了PeLED技術(shù)的實(shí)用性。
近日,浙江大學(xué)金一政研究團(tuán)隊(duì)展示了在483 nm處發(fā)射的藍(lán)色PeLED,其色坐標(biāo)為(0.094,0.184),并且在54 cd m-2的亮度下具有高達(dá)9.5%的峰值外量子效率。初始亮度為100 cd m-2的T50壽命為250 s。有效的藍(lán)色電致發(fā)光源自嵌入在具有更高帶隙的準(zhǔn)二維相內(nèi)的量子限制鈣鈦礦納米顆粒的結(jié)構(gòu),這通過反溶劑處理方案實(shí)現(xiàn)。該工作為制備高性能藍(lán)光PeLED提供了有效的策略。
Liu, Y. Jing, Y. et al. Efficient blue light-emittingdiodes based on quantum-confined bromide perovskite nanostructures. Nat.Photon. 2019.
DOI: 10.1038/s41566-019-0505-4
https://www.nature.com/articles/s41566-019-0505-4
4. Nature Commun.: 精準(zhǔn)調(diào)控蛋白冠中血漿蛋白功能實(shí)現(xiàn)腦靶向藥物遞送
脂質(zhì)體是當(dāng)前臨床應(yīng)用最為廣泛的一類納米藥物載體。靶向脂質(zhì)體藥物是將脂質(zhì)體表面修飾上功能性分子(如小分子、多肽和抗體等),以期突破藥物遞送過程中的生理屏障(如血腦屏障、血眼屏障和生物膜屏障等),實(shí)現(xiàn)藥物在靶部位的蓄積,從而提高療效并降低毒副作用。
近日,復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院占昌友團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新穎的腦靶向脂質(zhì)體藥物,血液循環(huán)過程中可精準(zhǔn)“釣”取內(nèi)源性載脂蛋白并維持其生物活性,實(shí)現(xiàn)高效的腦靶向藥物遞送。該腦靶向遞藥策略突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,主動利用血漿中功能性蛋白,克服傳統(tǒng)腦靶向脂質(zhì)體藥物的多種缺陷,且安全性高,具有較好的臨床轉(zhuǎn)化前景,相關(guān)研究成果已申請PCT國際專利。該遞送策略在人血中具有類似的功能,且可應(yīng)用于脂質(zhì)體以外的納米遞藥系統(tǒng)上。
ZuiZhang, Juan Guan, Zhuxuan Jiang, Yang Yang, Jican Liu, Wei Hua, Ying Mao, ChengLi, Weiyue Lu, Jun Qian, Changyou Zhan, Brain-targeted Drug Delivery byManipulating Protein Corona Functions, Nature Communications, 2019.
https://www.nature.com/articles/s41467-019-11593-z
5. Joule: 高性能CsPbI2Br太陽能電池
由于其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,全無機(jī)鹵化物鈣鈦礦有望成為新興的薄膜光伏器件。陜西師范大學(xué)的劉生忠、Kui Zhao和阿卜杜拉國王科技大學(xué)Aram Amassian團(tuán)隊(duì)研究了鈣鈦礦薄膜形成過程的流體動力學(xué)和控制成膜過程中結(jié)構(gòu)演變之間的耦合,采用刮涂制造CsPbI2Br鈣鈦礦薄膜。因此,制備出了高度結(jié)晶,均勻且無空洞的CsPbI2Br薄膜,具有優(yōu)異的光物理和傳輸性能。制造高性能太陽能電池,對于小面積(0.03 cm2)器件實(shí)現(xiàn)14.7%的效率(PCE),對于大面積(1.0 cm2)器件實(shí)現(xiàn)12.5%的效率。
Scalable Ambient Fabrication of High-Performance CsPbI2Br Solar Cells,joule, 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119303599
6. Joule綜述: 用于高能量密度鋰電池的無鋰正極材料
由于鋰金屬負(fù)極研究的復(fù)興和固態(tài)電解質(zhì)的快速發(fā)展,需要重新審視具有高能量密度的無鋰正極。轉(zhuǎn)換型正極材料,例如過渡金屬鹵化物,硫族化物和氧化物,表現(xiàn)出高工作電壓和高比容量,為可充電鋰金屬電池提供高能量密度。
李泓團(tuán)隊(duì)基于熱力學(xué)計(jì)算選擇了一系列低成本、環(huán)境友好且高能量密度的無Li正極材料(如S,F(xiàn)eF3,CuF2,F(xiàn)eS2和MnO2)。與Li / C負(fù)極相結(jié)合,這些正極可能在電池水平上提供1000-1600 Wh kg-1和1500-2200 Wh L-1的能量密度。
作者回顧了這些材料在可充電鋰電池中應(yīng)用的最新進(jìn)展,討論了它們的固有缺陷,包括容量衰減,高電壓滯后,大體積變化以及與電解質(zhì)的寄生反應(yīng),并總結(jié)了基于最先進(jìn)技術(shù)規(guī)避這些問題的策略,所有這些挑戰(zhàn)都能夠得到解決。我們相信隨著實(shí)際的鋰金屬負(fù)極和固態(tài)電解質(zhì)的發(fā)展,轉(zhuǎn)換型正極材料對于下一代高能量密度儲能裝置具有廣闊的前景。
LipingWang, Zhenrui Wu, Jian Zou, Peng Gao, Xiaobin Niu, Hong Li, Liquan Chen,Li-free Cathode Materials for High Energy Density Lithium Batteries, Joule,2019.
DOI:10.1016/j.joule.2019.07.011
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30355-1
7. AEM: 在WOx團(tuán)簇中填充N至氧空位以助力鋰電
氧空位(VO)可以促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移,從而提高性能,但過量的VO可能會降低電導(dǎo)率。新南威爾士大學(xué)王大偉課題組用N雜原子調(diào)制WOx中的VO中以獲得N-WOx,通過XPS、EPR光譜和XAS研究了N-WOx的結(jié)構(gòu)特征,證明了有效的氮填充到氧空位中。結(jié)構(gòu)分析揭示了VO數(shù)量的降低和W-N鍵的形成,N-WOx中W中心的配位數(shù)增多,配位的N原子在促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移和維持有效的鋰離子擴(kuò)散方面起著至關(guān)重要的作用。因此,N-WOx表現(xiàn)出優(yōu)異的鋰離子存儲性能。
YanglansenCui, Kefeng Xiao, Nicholas M. Bedford, Xinxin Lu, Jimmy Yun, Rose Amal, Da‐Wei Wang, Refilling Nitrogento Oxygen Vacancies in Ultrafine Tungsten Oxide Clusters for Superior LithiumStorage, Adv. Energy Mater., 2019.
DOI:10.1002/aenm.201902148
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201902148
8. AFM綜述:仿生的多功能電子皮膚產(chǎn)品
電子皮膚(e-skin)由于具有很好的可穿戴性和能夠高精度地獲取用戶及其周圍環(huán)境的信息等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是推動可穿戴電子產(chǎn)品這一領(lǐng)域進(jìn)步的重要前沿力量。韓國蔚山國家科學(xué)與技術(shù)研究院Hyunhyub Ko教授團(tuán)隊(duì)綜述了仿生多功能電子皮膚所具有的感知特性并對其功能和靈感來源做了詳細(xì)介紹;對如何利用仿生電子皮膚以進(jìn)行身體運(yùn)動跟蹤、健康監(jiān)測和設(shè)計(jì)假肢等方面做了說明;最后討論了開發(fā)下一代仿生皮膚電子產(chǎn)品所面臨的挑戰(zhàn)以及最新的研究成果。
YoungohLee, Hyunhyub Ko. et al. Mimicking Human and Biological Skins forMultifunctional Skin Electronics. Advanced Functional Materials. 2019
DOI:10.1002/adfm.201904523
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201904523