1. Nat. Commun.: 軌道調(diào)控平衡氫吸附/解吸，實現(xiàn)高效HER
氫吸附/解吸行為在析氫反應(yīng)（HER）催化中起關(guān)鍵作用。近日，蔚山國立科學(xué)技術(shù)研究所Jong-Beom Baek，南京信息工程大學(xué)Yunfei Bu，中科大Zhengping Fu等多團(tuán)隊合作，報道了通過引入環(huán)境電負(fù)性碳/氮（C/N）原子調(diào)控軌道合理平衡氫吸附/解吸。理論計算表明，銥（Ir）位點的空d軌道可以通過環(huán)境電負(fù)性C/ N和Ir原子之間的相互作用來減少，這平衡了Ir位點周圍的氫吸附/解吸，加速了相關(guān)的HER過程。值得注意的是，將少量Ir納米顆粒（7.16wt％）錨固在氮化碳基質(zhì)中，所得的催化劑具有顯著增強(qiáng)的HER性能：達(dá)到10 mA cm?2電流密度過電位僅4.5 mV；在10 mV質(zhì)量活性達(dá)1.12 A mg Ir?1；在25 mV TOF達(dá)4.21H2s?1，優(yōu)于Ir納米顆粒和商用Pt/C。FengLi, Yunfei Bu*, Zhengping Fu*, Jong-Beom Baek*, et al. Balancinghydrogen adsorption/desorption by orbital modulation for efficient hydrogenevolution catalysis. Nat. Commun., 2019DOI: 10.1038/s41467-019-12012-zhttps://www.nature.com/articles/s41467-019-12012-z
2. Angew：具有豐富缺陷位的納米酶作為增強(qiáng)的抑菌抗生素
納米酶具有內(nèi)在的催化活性、廣譜抗菌的能力和很低的生物毒性，因此可以作為新一代的抗生素。然而，由于缺乏捕獲細(xì)菌的能力和催化活性不足，納米酶的抗菌效果還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能令人滿意。中科院長春應(yīng)化所王穎博士、任勁松研究員和曲曉剛研究員合作，首次通過一步法構(gòu)建了具有粗糙表明和豐富缺陷位的納米酶，它結(jié)合細(xì)菌的能力和催化活性都有明顯增強(qiáng)。實驗也證明這種高效的納米酶可以在體內(nèi)外更好地捕獲細(xì)菌捕，同時對耐藥性革蘭氏陰性大腸桿菌和金黃色葡萄球菌也有著顯著的抗菌效果。Fangfang Cao, Ying Wang, Jinsong Ren, Xiaogang Qu. et al. Defect-rich adhesive nanozymesas efficient “antibiotics” forenhanced bacterial inhibition. Angewandte Chemie International Edition.2019DOI:10.1002/anie.201908289https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908289
3. Angew：摻雜和插層協(xié)同作用實現(xiàn)MoS2深度相變，用于高效析氫反應(yīng)
MoS2的電化學(xué)性質(zhì)與其相組分密切相關(guān)。目前，實現(xiàn)從半導(dǎo)體2H-MoS2到金屬態(tài)1T-MoS2獲得高性能的可控深度相變?nèi)匀皇且粋€巨大的挑戰(zhàn)。近日，浙江大學(xué)Xinhui Xia，中科院上海應(yīng)用物理所Zheng Jiang，中科院物理所Lin Gu等多團(tuán)隊合作，報道了N摻雜和PO43-插層共用的協(xié)同策略，實現(xiàn)誘導(dǎo)2H-MoS2到1T-MoS2達(dá)~41％的高轉(zhuǎn)化率，遠(yuǎn)高于單N摻雜（~28％）或單PO43- 插層（~10％）的轉(zhuǎn)化率。作者通過同步輻射和球差TEM技術(shù)證實了從2H相到1T相的協(xié)同相變的散射機(jī)制。為了進(jìn)一步增強(qiáng)反應(yīng)動力學(xué)，將（N，PO43-）-MoS2納米片與導(dǎo)電垂直石墨烯（VG）組合，形成無粘合劑陣列，用于高效析氫反應(yīng)（HER）。由于帶隙減小，d帶中心較低，氫吸附/解吸能量較小，（N，PO43-）-MoS2 / VG電極顯示出優(yōu)異的HER性能，Tafel斜率和過電位均低于文獻(xiàn)中的N-MoS2/VG，PO43--MoS2/ VG和其它Mo基催化劑。ShengjueDeng, Zheng Jiang,* Lin Gu,* Xinhui Xia*, et al. Synergistic dopingand intercalation: a new way to realize deep phase modulation on MoS2 arraysfor high‐efficiencyhydrogen evolution reaction. Angew. Chem. Int. Ed., 2019DOI: 10.1002/anie.201909698https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201909698
4. Angew：溶劑誘導(dǎo)Ring‐in‐Ring結(jié)構(gòu)和catenanes結(jié)構(gòu)的Au（I）-硫醇團(tuán)簇相互轉(zhuǎn)化
Ring‐in‐Ring結(jié)構(gòu)的超分子套相對于catenanes互鎖環(huán)結(jié)構(gòu)的超分子套還較少。近日，香港大學(xué)支志明/ Jie-Sheng Huang等報道了具有Ring‐in‐Ring結(jié)構(gòu)的Au（I）-硫醇Au12團(tuán)簇，該團(tuán)簇是由catenanes結(jié)構(gòu)的Au（I）-硫醇Au10團(tuán)簇在烷烴溶液中（如，己烷）重結(jié)晶得到的。Ring‐in‐Ring結(jié)構(gòu)的Au12團(tuán)簇具有環(huán)間Au（I）-Au（I）相互作用，用其它溶劑如CH2Cl2，CHCl3和CH2Cl2/MeCN重結(jié)晶或溶解時會形成熱力學(xué)上更穩(wěn)定的Au10 catenane結(jié)構(gòu)。作者通過NMR，ESI-MS，元素分析和X射線晶體結(jié)構(gòu)測定表征了這兩個團(tuán)簇，并通過1 H NMR和ESI-MS監(jiān)測了溶液中的簇-簇轉(zhuǎn)化過程。作者進(jìn)一步結(jié)合DFT計算對其相互轉(zhuǎn)化的機(jī)理進(jìn)行了研究。Guang-TaoXu, Liang-Liang Wu, Jie-Sheng Huang,* Chi-Ming Che*, et al. Solvent‐Induced Cluster‐to‐Cluster Transformation of HomolepticGold(I) Thiolates: between Catenane and Ring‐in‐Ring Structures. Angew. Chem. Int. Ed., 2019DOI: 10.1002/anie.201909980https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909980
5. AM：無靶向配體的受限納米顆粒可在體內(nèi)將siRNA和sgRNA遞送給T細(xì)胞
T細(xì)胞可以幫助實現(xiàn)免疫調(diào)節(jié)，這也使得它們成為RNA治療中的重要靶點。雖然已有研究表明，負(fù)載RNA的納米顆粒可以通過基于蛋白質(zhì)或適配體等靶向配體的作用來在體內(nèi)靶向T細(xì)胞，但如何在無靶向配體的情況下實現(xiàn)向T細(xì)胞遞送RNA還具有很大挑戰(zhàn)性。由于T細(xì)胞可以內(nèi)吞脂蛋白顆粒和包膜病毒這兩種結(jié)構(gòu)類似于脂質(zhì)納米粒子(LNPs)的自然材料，因此可以假設(shè)無靶向配體的LNPs也能夠?qū)NA遞送給T細(xì)胞。利用這一假設(shè)，佐治亞理工學(xué)院James E. Dahlman團(tuán)隊對168種納米顆粒在體內(nèi)向9種細(xì)胞遞送siRNA的效果進(jìn)行了定量分析。研究發(fā)現(xiàn)，含有受限脂類的納米材料可以形成穩(wěn)定的cLNPs，而cLNPs可以將siRNA和sgRNA以低至0.5 mg kg-1的劑量遞送給T細(xì)胞。并且與之前報道的LNPs不同，cLNPs并不會優(yōu)先靶向肝細(xì)胞，并且其遞送過程也是依賴于自身的化學(xué)成分，而與大小無關(guān)。MelissaP. Lokugamage, James E. Dahlman. et al. Constrained Nanoparticles Deliver siRNAand sgRNA to T Cells In Vivo without Targeting Ligands. AdvancedMaterials. 2019DOI:10.1002/adma.201902251https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902251
6. EES: 基于有機(jī)太陽能電池逐層刮涂法：合理控制垂直分層，實現(xiàn)高性能
在有機(jī)太陽能電池（OSC）中，本體異質(zhì)結(jié)（BHJ）溶液處理策略有效地提供了納米級相分離形態(tài)，有助于分離庫侖束縛激子并促進(jìn)電荷運輸和提取。與逐層（LbL）方法的應(yīng)用相比，BHJ旋涂技術(shù)在評估光伏材料的性能和實現(xiàn)更高效的光電轉(zhuǎn)換方面具有較強(qiáng)優(yōu)勢。武漢大學(xué)Jie Min團(tuán)隊通過刮刀涂布技術(shù)進(jìn)一步比較了BHJ和LbL加工策略，因為它是一種卷對卷兼容的高通量薄膜制造路線。系統(tǒng)地評估了多個目標(biāo)參數(shù)，包括形態(tài)特征，光學(xué)模擬，物理動力學(xué)，器件效率和混合穩(wěn)定性問題。研究結(jié)果，更正了舊理解，例如BHJ加工方法優(yōu)于LbL技術(shù)用于制備高性能OSC，LbL方法需要正交溶劑和具有特殊溶解度的供體/受體材料。研究表明，LbL葉片涂層方法是一種有前途的策略，可有效降低OSC的效率和穩(wěn)定性差距，甚至可以替代商業(yè)應(yīng)用中的BHJ方法。Amulti-objective optimization-based layer-by-layer blade-coating approach fororganic solar cells: rational control of vertical stratification for highperformancehttps://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee02295c#!divAbstract
7. Adv. Sci.：利用細(xì)胞膜上的液晶液滴對單細(xì)胞釋放氨的過程進(jìn)行實時成像
腫瘤細(xì)胞會發(fā)生顯著的代謝變化以適應(yīng)微環(huán)境，因此這些細(xì)胞往往具有較高的谷氨酰胺分解速率，并會釋放出副產(chǎn)物氨(NH3)。這一過程既是癌細(xì)胞之間的擴(kuò)散性信號，也可以用于揭示細(xì)胞的異質(zhì)性。清華大學(xué)林金明教授團(tuán)隊將液晶(LC)E7與4-戊基-4 -聯(lián)苯羧酸(PBA)進(jìn)行摻雜并包裹在聚合物微膠囊(P-E7PBA)中，然后在將其固定在細(xì)胞膜上，從而對正常人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)和骨髓瘤、人原發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(U87)、人結(jié)腸癌(Caco-2)和人乳腺腺癌(MCF-7)細(xì)胞釋放NH3的情況進(jìn)行了研究。實驗發(fā)現(xiàn)，P-E7PBA能夠在偏振光顯微鏡下通過由放射狀-雙極(R-B)的方向變化來觀察細(xì)胞釋放NH3的過程，并且不同的細(xì)胞系在R-B變化所需的響應(yīng)時間上也有著顯著的差異。Mashooq Khan, Jin-Ming Lin. et al. Real-Time Imaging of Ammonia Release from SingleLive Cells via Liquid Crystal Droplets Immobilized on the Cell Membrane. Advanced Science.2019DOI:10.1002/advs.201900778https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201900778
8. Nano Energy: 刮涂大面積制備2D-3D的Sn-Pb混合鈣鈦礦電池
基于混合錫鉛（Sn-Pb）鹵化物鈣鈦礦的低帶隙光伏吸收層為制造高效的多結(jié)太陽能電池提供了有希望的機(jī)會。然而，目前的Sn-Pb混合鈣鈦礦太陽能電池（PSC）主要采用實驗室規(guī)模的旋涂制備，極大地阻礙了其在大面積器件制造中的應(yīng)用。暨南大學(xué)的麥耀華和Fei Guo團(tuán)隊報告了一種簡單而可擴(kuò)展的方法，通過一步刮涂沉積致密和均勻的Sn-Pb混合鈣鈦礦薄膜。通過對新涂覆的前體膜進(jìn)行抽真空，然后進(jìn)行退火處理，可以容易地制備具有不同Sn-Pb比的高質(zhì)量鈣鈦礦膜。通過使用苯乙基溴化銨（PEABr）的表面缺陷鈍化實現(xiàn)了器件性能的進(jìn)一步提高。發(fā)現(xiàn)在3D塊狀鈣鈦礦上形成薄的2D RP鈣鈦礦層顯著抑制了電荷復(fù)合。因此，太陽能電池的開路電壓（VOC）（Eg = 1.35 eV）從0.71 V明顯提升至0.78 V，獲得超過15％的高效率。此外，由于2D鈣鈦礦蓋層的保護(hù)屏障，觀察到放置和水分穩(wěn)定性得到顯著改善。2D-3dheterostructure enables scalable coating of efficient low-bandgap Sn–Pb mixed perovskite solarcells, Nano Energy, 2019DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104098https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519308055
9. Nano Energy: 20.88％效率！離子層誘導(dǎo)同質(zhì)結(jié)鈣鈦礦
有機(jī)-無機(jī)鹵化物鈣鈦礦表面和晶界處的欠配位離子缺陷總是通過靜電力吸引和捕獲自由載流子，加速缺陷空位通道的離子遷移，明顯限制了鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的電荷提取效率和內(nèi)在穩(wěn)定性。電子科技大學(xué)Chunyang Jia課題組提出了一種新的離子層誘導(dǎo)同質(zhì)結(jié)鈣鈦礦的策略，增強(qiáng)了內(nèi)建電場(Ebi），以進(jìn)一步減少陷阱復(fù)合并抑制離子遷移，從而提高PSC的效率和內(nèi)在穩(wěn)定性。實驗和理論證明，吸附的陽離子和陰離子不僅會使得邊界分布和增強(qiáng)Ebi，還會通過額外的離子相互作用增加界面離子空位遷移勢壘。組裝的電池效率可達(dá)20.88％，以及具有高穩(wěn)定性。Ionicselective contact controls the charge accumulation for efficient and intrinsicstable planar homo-junction perovskite solar cells, Nano Energy, 2019DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104098https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519308055
10. AEM: 共軸交織雜化鋰金屬負(fù)極助力長壽命鋰金屬電池
金屬鋰由于具有最高的理論比容量和最低的氧化還原電勢因而被視為構(gòu)建新一代高比能電池的不二之選。不幸的是，鋰金屬的實際應(yīng)用受到枝晶生長造成的電池壽命短和安全隱患等問題的限制。在本文中，清華大學(xué)的張強(qiáng)團(tuán)隊提出了一種共軸交織復(fù)合鋰金屬負(fù)極來抑制枝晶生長并提升鋰金屬電池的循環(huán)壽命。這種復(fù)合鋰負(fù)極是由金屬鋰結(jié)合的三維骨架構(gòu)成的，其中三維骨架又由導(dǎo)電碳納米管框架和修飾在表面的共軸親鋰層構(gòu)成。這種共軸交織結(jié)構(gòu)為調(diào)控均勻鋰沉積提供了較高的親鋰性，為離子電子傳輸提供了足夠的通道，也使得鋰沉積剝離的穩(wěn)定性大大提升。因此，這種復(fù)合鋰金屬負(fù)極能夠在半電池中保持長達(dá)750周的高庫侖效率，在LiFePO4/Li全電池中循環(huán)100周后容量保持率也超過了80%。這種同軸交織混合鋰金屬負(fù)極展示了從親鋰改性到支架結(jié)構(gòu)的多尺度設(shè)計策略。XiaoruChen, Qiang Zhang et al, A Coaxial‐Interweaved Hybrid Lithium Metal Anode for Long‐Lifespan Lithium Metal Batteries, Advanced Energy Materials, 2019
DOI: 10.1002/aenm.201901932https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201901932?af=R
11. ACS Energy Lett.: 13.9％效率! 低結(jié)構(gòu)有序性的三元非富勒烯太陽能電池
聚合物供體和非富勒烯受體（NFA）之間的相分離不充分，具有低結(jié)構(gòu)有序性，破壞了有效的電荷傳輸并增加了電荷復(fù)合，因此限制了有機(jī)太陽能電池（OSC）的最大可實現(xiàn)的效率。武漢理工大學(xué)Tao Wang和南京理工大學(xué)Weihua Tang團(tuán)隊將 NFA IT-M已作為第三組分添加到PBDB-T：m-INPOIC OSC中，并顯示有效調(diào)節(jié)供體和受體分子之間的相分離，盡管三元體系中的所有組分都表現(xiàn)出低結(jié)構(gòu)有序性。將10 wt％IT-M摻入PBDB-T：m-INPOIC二元主體共混物中可明顯增加相分離的長度范圍，產(chǎn)生增加和平衡電荷傳輸?shù)倪B續(xù)途徑。這導(dǎo)致光伏性能從二元電池的12.8％增加到三元的13.9％。這項工作突出了三元組分在控制高性能OSC活性層形態(tài)方面的有益作用。13.9%Efficiency Ternary Nonfullerene Solar Cells Featuring Low-structural Order, ACSEnergy Letters, 2019DOI:10.1021/acsenergylett.9b01630https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.9b01630
12. Small：超小氧化釓納米顆粒用于腫瘤的磁共振成像
近幾十年來，Gd螯合物占據(jù)了磁共振成像(MRI)造影劑的大部分市場。然而，它也存在著很多諸如腎毒性、非特異性和低的r1弛豫率等問題。美國NIH范文培博士和陳小元教授、中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所吳愛國研究員和廈門大學(xué)劉婷博士合作提出了一種制備聚(丙烯酸)(PAA)穩(wěn)定的超小氧化釓納米顆粒 (ES-GON-PAA)的方法，它具有很好的水分散性，且尺寸小于2納米。實驗表明，ES-GON-PAA是一種性能強(qiáng)大的T1加權(quán)磁共振成像造影劑，其 r1值比商業(yè)的Gd螯合物和已有研究報道的氧化釓納米顆粒(GONs)要高得多，而r2/r1則會低得多。實驗進(jìn)一步將ES-GON-PAA與RGD2 (RGD二聚體)結(jié)合構(gòu)建了ES-GON-PAA@RGD2，并將其用于對過表達(dá)RGD受體的腫瘤進(jìn)行T1加權(quán)的MRI，同樣證明了其具有非常顯著的腫瘤成像效果，性能也大大優(yōu)于商業(yè)的Gd螯合物。ZheyuShen, Wenpei Fan, Ting Liu, Aiguo Wu, Xiaoyuan Chen. et al. Exceedingly SmallGadolinium Oxide Nanoparticles with Remarkable Relaxivities for MagneticResonance Imaging of Tumors. Small. 2019DOI:10.1002/smll.201903422https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201903422
