1. Nat. Rev. Mater.：有機太陽能電池中的電荷轉移電子態
在有機太陽能電池中，在電子給體（D）和電子受體（A）材料之間的界面處形成的電荷轉移（CT）電子態在激子離解，電荷分離和電荷重組過程中具有至關重要的作用。自從引入由D-A塊體異質結組成的活性層以來，CT狀態一直是實驗和理論研究的焦點。
近日，佐治亞理工學院Jean-Luc Brédas等綜述了當前對CT狀態的理解，并描述了諸如D-A界面的幾何形狀，電子極化和電子離域的程度等因素如何影響其性質并影響輻射和非輻射衰變過程。
Veaceslav Coropceanu, Xian-Kai Chen, Tonghui Wang, Zilong Zheng and Jean-Luc Brédas*. Charge-transferelectronic states in organic solar cells. Nat. Rev. Mater., 2019
DOI: 10.1038/s41578-019-0137-9
https://www.nature.com/articles/s41578-019-0137-9
2. Nat. Commun.：基于腫瘤外泌體的納米粒子用于遞送化療藥物
在不破壞蛋白質完整性的情況下開發仿生納米粒子仍然是癌癥化療的一大挑戰。華中科技大學甘璐教授、楊祥良教授和赫爾辛基大學Hélder A. Santos合作開發了一種具有良好生物相容性的、基于腫瘤細胞外泌體的仿生多孔硅納米顆粒(PSiNPs)，并將其作為靶向腫瘤的化療藥物遞送載體。
這種外泌體包裹的負載有阿霉素的PSiNPs (DOX@E-PSiNPs)在被靜脈給藥后可有效在腫瘤富集并深入滲透腫瘤內部。并且該DOX@E-PSiNPs可以被癌細胞和癌癥干細胞(CSCs)有效地攝取并具有顯著地細胞毒性。體內實驗結果表明，DOX@E-PSiNPs可以在腫瘤處大量積累，因此在皮下、原位和轉移性腫瘤模型中表現出很高的抗癌活性。這一研究表明，基于腫瘤外泌體的仿生納米顆粒可以作為一種高效的腫瘤化療藥物遞送載體。
Tuying Yong, Lu Gan, Hélder A. Santos, Xiangliang Yang. et al. Tumorexosome-based nanoparticles are efficient drug carriers for chemotherapy.Nature Communications. 2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-11718-4
3. Nat. Commun.: 原位觀察皮秒極化子在α-Fe2O3光電化學電池中的自定位
赤鐵礦（α-Fe2O3）是研究最多的人工放氧光陽極，但其效率限制及其來源仍然未知。赤鐵礦結構的亞皮秒重組作為決定載流子壽命，能量學和最終轉化率的機制。但是，這種重組對于實際器件性能的重要性尚不清楚。近日，倫敦帝國理工學院ErnestPastor研究團隊報道了赤鐵礦器件中電荷載體自定位的原位觀察，并證明該過程影響光電化學電池中的重組損失。
研究人員應用超快速，基于裝置的光學控制方法來解決小極化子的亞皮秒形成并估計它們的重組能量為~0.5eV。光電流信號中的相干振蕩表明極化子形成可以耦合到特定的聲子模式（<100cm-1）。該研究結果匯集了光譜和器件表征方法，以揭示廣泛研究的赤鐵礦器件的新光物理學。
Pastor,E. et al. In situ observation of picosecond polaron selflocalisation in α-Fe2O3 photoelectrochemicalcells. Nat. Commun. 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-11767-9
https://www.nature.com/articles/s41467-019-11767-9.pdf
4. Nat. Commun.: 一種納米顆粒金屬-配體界面結構的預測方法
由納米晶金屬核和有機配體分子保護殼組成的雜化金屬納米顆粒可應用于生物標記，催化，納米醫學和太陽能等多個領域。盡管實驗確定的原子精確的納米顆粒結構及其性質的數據庫迅速增長，但尚未有成功的系統方法來預測金屬 - 配體界面的原子結構。
近日，于韋斯屈萊大學Hannu H?kkinen，Tommi K?rkk?inen等基于實驗數據中關于原子的局部化學環境的信息，設計并驗證了預測配體穩定的金和銀納米顆粒的金屬-配體界面結構的一般方法。除了預測真實的界面結構外，該方法還可用于研究金屬-配體界面的空間效應，以及預測由熱動力學或與環境相互作用誘導的異構體和中間結構。此外，一旦有一組合適的參考結構，該方法還適用于其它混合納米材料。
SamiMalola, Tommi K?rkk?inen*, Hannu H?kkinen*, et al. A methodfor structure prediction of metal-ligand interfaces of hybridnanoparticles. Nat. Commun., 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-12031-w
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12031-w
5. Joule: 高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池組件
高效光電轉換的操作穩定性對于鈣鈦礦裝置的大規模應用的成功至關重要。由于鈣鈦礦的固有弱結構，碘化物代表最易揮發的成分，并且其擴散可引起不可逆的降解，這對實現穩定的鈣鈦礦組件提出巨大挑戰。
上海交通大學楊旭東教授、韓禮元教授報道了一種低溫處理策略，通過設計低維擴散阻擋層來提高高效鈣鈦礦太陽能組件的操作穩定性，將不需要的離子界面擴散減少103-107倍。最終獲得了穩定高效的鈣鈦礦太陽能組件，超過15％，其面積為36 cm2。在85°C加熱1,000小時后保持95％以上的初始效率，在AM 1.5 G中測試1,000小時后保持91％。該研究結果為實現穩定高效的鈣鈦礦太陽能電池組件提供了有效的策略。
Efficient Perovskite Solar Cell Modules with High Stability Enabled by Iodide Diffusion Barriers
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119303745
6. PNAS：PEO中鹽與鈣鈦礦的鍵合助力高性能全固態電池
柔性低成本的PEO聚合物電解質憑借其與金屬鋰負極良好的界面相容性因而在全固態鋰離子電池領域備受矚目。然而，PEO的低離子電導率和嚴重的枝晶生長限制了其在高比能鋰金屬電池中的實際應用。在本文中，德克薩斯大學奧斯汀分校的J. B.Goodenough 等制備了一種在25℃和45℃下離子電導率分別為5.4×10-5S/cm和3.4×10-4S/cm的PEO/鈣鈦礦型Li3/8Sr7/16Ta3/4Zr1/4O3復合固態電解質。
在這種電解質中，TFSI-陰離子中的F-會與鈣鈦礦表面的Ta5+發生相互作用從而促進離子在PEO/鈣鈦礦界面上的傳輸。Li/復合電解質/Li對稱電池在高達0.6mA/cm2的電流密度下能夠表現出優異的循環穩定性。金屬鋰負極和固態電解質界面之間原位形成的固態電解質界面能夠抑制鋰枝晶的形成與生長。使用此種復合固態電解質的Li/LiFePO4電池和高壓Li/NCM811電池均同時具備高庫侖效率、小極化和良好的循環穩定性。
HenghuiXu, J. B. Goodenough et al, High-performance all-solid-state batteries enabledby salt bonding to perovskite in poly(ethylene oxide), PNAS, 2019
DOI: 10.1073/pnas.1907507116
https://www.pnas.org/content/early/2019/08/28/1907507116.short?rss=1
7. Angew：一石二鳥：NHC聚合物提高金屬納米粒子電催化CO2還原的選擇性和穩定性
用于電催化CO2還原的金屬納米催化劑的穩定性對實際應用是至關重要的。近日，南京師范大學Ben Liu，康涅狄格大學Jie He等合作，使用聚合的氮雜卡賓（NHC）（多齒和單齒）來穩定金屬納米催化劑（Au和Pd），實現高效CO2電還原。與包括硫醇和胺的其他它常規配體相比，在還原電位下穩定的金屬-卡賓鍵可阻止納米顆粒的納米團簇化。
聚合的NHC配體改性的Au納米催化劑在-0.9V下CO2還原11小時后仍有86％的活性保持率，而未改性的Au則小于10％。聚合物配體的疏水性高的金屬NPs表面電子密度顯著提高了CO2還原的選擇性。該工作提供一種用于提高金屬納米催化劑的CO2電還原催化效率和壽命的非傳統的方案。
Lei Zhang, Ben Liu*, Jie He*, et al. Two birds with one stone: a polymersolution to prevent nanoclustering and improve the selectivity of metalnanoparticles for electrocatalytic CO2 reduction. Angew. Chem. Int.Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201909069
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201909069
8. Angew：64Cu標記的二價前列腺特異性膜抗原抑制劑用于腫瘤診斷
含有賴氨酸-脲基-谷氨酸官能團的分子可以與在前列腺癌中過表達的前列腺特異性膜抗原上的活性位點相結合。有鑒于此，墨爾本大學PaulS. Donnelly團隊、彼得·麥卡勒姆癌癥中心CarleenCullinane團隊和RodneyJ. Hicks團隊合作制備了一種64Cu標記的、將兩個靶向配體連接在單個銅絡合物上的二價試劑。
這種二價試劑的腫瘤攝取和保留效果都會顯著地優于單配體試劑。實驗結果表明，在注射24小時后，該二價試劑仍具有很高的腫瘤攝取，低的成像背景和長時間的腫瘤保留效果，因此是一種很好的前列腺癌診斷試劑。
NicholasZia, Carleen Cullinane, Rodney J. Hicks, Paul S. Donnelly. et al. A BivalentInhibitor of Prostate Specific Membrane Antigen Radiolabeled with Copper-64 with High Tumour Uptake and Retention. Angewandte Chemie International Edition.2019
DOI:10.1002/anie.201908964
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908964
9. JACS：CoP上的氫
磷化鈷（CoP）在地球上儲量豐富，是代替貴金屬催化劑用于析氫反應（HER）的最有希望的材料之一。HER的關鍵是H原子的結合。雖然理論研究已經計算出與過渡金屬磷化物表面結合的氫的優選位點和能量學，但是直接的實驗研究很少。近日，耶魯大學Murielle F. Delley，James M. Mayer等描述了與CoP結合的氫的化學計量和熱化學的測量。
作者研究了在酸性預處理后呈現磷化物表面的中尺度CoP顆粒和膠體CoP納米顆粒。在H2處理大約1小時后，大量氫引入了CoP，作者使用炔烴氫化和與苯氧基進行的H原子轉移反應來量化了H的量，發現每CoP單位0.2H，每個表面Co或P原子約1H。基于CoP與各種分子供/接受氫試劑的反應性，CoP上H原子的結合自由能的分布估計約為51-66kcalmol-1（ΔG°H = ~0至-0.5 eV vs. H2）。進一步研究給出了氫化CoP結構的初步信息，其具有輕微的晶格膨脹，并且在H2流動下Co的有效核電荷沒有顯著變化。
MurielleF. Delley*, James M. Mayer*, et al. Hydrogen on Cobalt Phosphide. J. Am.Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b07986
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b07986
10. Nano Lett.：脂質體包封的量子點靶向腫瘤組織的研究
大多數的抗癌納米藥物都是利用EPR效應實現在腫瘤的富集。然而， EPR效應在不同的腫瘤類型和動物物種中表現往往差異很大，且在用于人類癌癥治療時的臨床效果不佳。耶路撒冷希伯來大學Gershon Golomb團隊對比研究了脂質體量子點(LipQDs)通過單核細胞的主動靶向和通過EPR效應的被動靶向的積累效果差異。
實驗將合成的親水性量子點包封在功能化的脂質體中，構建了用于被動和主動兩種模式靶向腫瘤的LipQDs，并對影響包封率和光學穩定性的各種理化參數進行了分析。研究發現，LipQDs通過被動和主動兩種模式靶向腫瘤的效率是相似的。這一結果表明，將量子點包封在納米脂質體中可以更好地保持其光學穩定性，并且顯著提高腫瘤對量子點的吸收效果。
GilAizik, Gershon Golomb. et al. Liposomes of Quantum Dots Configured for Passive and Active Delivery to Tumor Tissue. Nano Letters. 2019
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01027
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01027
11. ACS Nano：對pH敏感的Fe5C2@Fe3O4納米粒子用于腫瘤診療
活性氧(ROS)是一種可以治療腫瘤的重要分子，然而其在臨床上的治療效果卻并不理想，主要原因是其產生的條件十分的苛刻。浙江工業大學車聲雷教授、浙江省人民醫院牟曉洲博士和北京大學侯仰龍教授合作報道了一種核殼結構的Fe5C2@Fe3O4納米顆粒，并將其作為產生ROS的納米反應器。
研究發現，Fe5C2@Fe3O4能夠在酸性微環境中釋放亞鐵離子，并和H2O2反應生成羥基自由基，從而有效抑制腫瘤細胞在體內外的增殖。并且，具有高磁化強度的Fe5C2@Fe3O4 NPs也可以實現磁靶向和T2加權的磁共振成像(MRI)。而它發生的電離過程會使得MRI 的T2信號降低，T1信號增強，這一T2/T1的轉換過程也為鐵離子釋放和ROS生成的可視化以及監測腫瘤治療的提供了支持。
JingYu, Xiaozhou Mou, Shenglei Che, Yanglong Hou. et al. Magnetic Reactive OxygenSpecies Nanoreactor for Switchable Magnetic Resonance Imaging Guided CancerTherapy Based on pH-Sensitive Fe5C2@Fe3O4Nanoparticles. ACS Nano.2019
DOI:10.1021/acsnano.9b01740
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b01740
12. Chem. Sci.：DNA酶增強的DNA電路用于MicroRNA的檢測和細胞內成像
武漢大學王富安教授團隊設計了一種由DNA酶增強的DNA電路CHA-HCR-DNAzyme，并在體外對其性能進行了系統的研究。實驗結果表明，CHA-HCR-DNAzyme可以顯著地提高對miRNA的檢測性能，并且可以在活細胞中對其進行精確成像。這一結果源于CHA-HCR-DNAzyme具有的協同信號增強的機制，因此它在用于分析臨床研究中的痕量生物標志物時具有很好的應用價值。
HongWang, Fuan Wang. et al. DNAzyme-amplified DNA Circuit for Highly AccurateMicroRNA Detection and Intracellular Imaging. Chemical Science. 2019
DOI:10.1039/C9SC03552D
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc03552d#!divAbstract
