1. Nat. Commun.：中性pH下的高性能析氧催化劑用于光驅(qū)動(dòng)CO2還原
太陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的二氧化碳（CO2）還原效率受到中性pH條件下析氧反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢的極大限制。目前用于堿性溶液中析氧反應(yīng)的非貴金屬氧化物催化劑在中性溶液中的性能較差。
近日，豐田北美研究所Chen Ling等報(bào)道了一種在中性pH下具有高活性和高穩(wěn)定性的析氧催化劑，Brownmillerite Sr2GaCoO5，其活性比廣泛使用的銥氧化物催化劑高約一個(gè)數(shù)量級(jí)。使用Sr2GaCoO5催化析氧，聯(lián)合CO2還原，實(shí)現(xiàn)了13.9％效率，且在19小時(shí)的運(yùn)行中沒(méi)有明顯的性能下降。該工作不僅創(chuàng)造了陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的CO2還原效率的記錄，而且為實(shí)現(xiàn)實(shí)用的CO2還原系統(tǒng)開(kāi)辟了新的機(jī)遇。
LiQin Zhou, Chen Ling*, et al. A high-performance oxygen evolution catalystin neutral-pH for sunlight-driven CO2 reduction. Nat.Commun., 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-12009-8
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12009-8
2. Chem. Soc. Rev.：各向異性納米材料的理化性質(zhì)及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用
近年來(lái)，納米材料的形貌對(duì)其物理化學(xué)性質(zhì)及和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的影響正越來(lái)越受到人們的關(guān)注。雖然已有很多研究對(duì)不同形貌的納米材料的合成方法或者它們的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了報(bào)道，但是往往都忽略了它們相互之間的作用和關(guān)系。
美國(guó)NIH陳小元教授和福州大學(xué)宋繼斌教授合作，從理論基礎(chǔ)、合成、性質(zhì)、應(yīng)用等方面對(duì)不同形貌的納米材料進(jìn)行了全面的綜述；指出了形貌對(duì)不同類型納米材料的性能，理化性質(zhì)和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的影響；最后也對(duì)這一領(lǐng)域研究所面臨的關(guān)鍵性問(wèn)題和挑戰(zhàn)做了詳細(xì)的討論。
LijiaoYang, Jibin Song, Xiaoyuan Chen. et al. Anisotropic nanomaterials forshape-dependent physicochemical and biomedical applications. Chemical SocietyReviews. 2019
DOI:10.1039/C9CS00011A
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c9cs00011a#!divAbstract
3. AM綜述：用于人工光合作用的水氧化催化劑
水氧化是天然和人工光合作用的主要反應(yīng)。開(kāi)發(fā)高活性和穩(wěn)定的水氧化催化劑（WOCs）是構(gòu)建高效人工光合作用系統(tǒng)的關(guān)鍵，但它在基礎(chǔ)和應(yīng)用方面仍面臨巨大挑戰(zhàn)。
近日，中科院大連化物所李燦等總結(jié)了分子催化劑和非均相納米粒子催化劑的最新發(fā)展，特別強(qiáng)調(diào)了仿生催化劑和WOCs與人工光系統(tǒng)的聯(lián)合。高效的人工光合作用很大程度上是基于對(duì)電荷動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)機(jī)理有深入理解的基礎(chǔ)上，通過(guò)合理的界面工程將光捕獲材料和活性WOCs進(jìn)行整合。
ShengYe, Can Li*, et al. Water Oxidation Catalysts for ArtificialPhotosynthesis. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201902069
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902069
4. AM: 超過(guò)99％表面清潔度！不得了的超凈石墨烯
污染是表面和界面技術(shù)中的主要問(wèn)題。鑒于石墨烯是具有極大表面積的2D單層材料，表面污染可能嚴(yán)重降低其固有性質(zhì)并且強(qiáng)烈地阻礙其在表面和界面區(qū)域中的適用性。然而，尚未實(shí)現(xiàn)用于生產(chǎn)保持其優(yōu)異性能的清潔石墨烯膜的大規(guī)模且簡(jiǎn)便的處理方法。
彭海琳和劉忠范團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種有效的后生長(zhǎng)處理方法，用于選擇性地去除表面污染以獲得大面積的超潔石墨烯表面。表面清潔度超過(guò)99％的所得超凈石墨烯可以轉(zhuǎn)移到具有顯著減少的聚合物殘留物的介電基底上，產(chǎn)生500,000cm2 V-1 s-1的超高載流子遷移率和118 Ω μm的低接觸電阻。通過(guò)活性炭基棉絨輥對(duì)石墨烯污染物的強(qiáng)粘合力，成功實(shí)現(xiàn)了去除污染物。
Sun,L. Z., Lin, L., Wang, Z. H., Rui, D. R., Yu, Z. W., Zhang, J. C., Li, Y. L. Z.,Liu, X. T., Jia, K. C., Wang, K. X., Zheng, L. M., Deng, B., Ma, T. B., Kang,N., Xu, H. Q., Novoselov, K. S., Peng, H. L., Liu, Z. F., A Force‐Engineered Lint Roller for Superclean Graphene. Adv. Mater. 2019,1902978.
DOI:10.1002/adma.201902978
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902978
5. AM: 15.9％效率！有機(jī)太陽(yáng)能電池
有機(jī)光伏（OPV）的性能在過(guò)去幾年中迅速提高。最近在材料設(shè)計(jì)方面的工作主要集中在開(kāi)發(fā)具有廣泛吸收的近紅外非富勒烯受體，其與商業(yè)化的供體聚合物配對(duì); 同時(shí)，需要綜合考慮共混膜形態(tài)和能級(jí)對(duì)準(zhǔn)對(duì)電荷分離效率的影響。
加州大學(xué)洛杉磯分校楊陽(yáng)、中南大學(xué)鄒應(yīng)萍和北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心易院平團(tuán)隊(duì)通過(guò)合理地考慮分子相互作用和能級(jí)對(duì)準(zhǔn)來(lái)證明供體/受體共混物的選擇規(guī)則，并且實(shí)現(xiàn)了使用雙氟化或兩種非氟化供體/受體共混物的高效OPV器件。憑借增大的吸收，理想的形態(tài)和有效的電荷轉(zhuǎn)移，基于PBDB-T-F/Y1-4F混合物和PBDB-T-F/Y6的器件分別表現(xiàn)出高達(dá)14.8％和15.9％的最高效率。
Rational Tuning of Molecular Interaction and Energy Level Alignment Enables High‐Performance Organic Photovoltaics
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904215
6. AM: 8.9％效率！高穩(wěn)定FASnI3鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
具有窄帶隙和高電荷載流子遷移率的錫基鈣鈦礦是制備高效無(wú)鉛鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSC）的有希望的材料之一。然而，錫基鈣鈦礦的結(jié)晶速率快，導(dǎo)致較多的陷阱狀態(tài)和低開(kāi)路電壓（Voc）。韓禮元團(tuán)隊(duì)引入氫鍵以延遲FASnI3鈣鈦礦的結(jié)晶速率。通過(guò)添加聚（乙烯醇）（PVA），PVA和FASnI3之間的O-H... I-氫鍵相互作用具有引入成核位點(diǎn)，減緩晶體生長(zhǎng)，引導(dǎo)晶體取向，減少陷阱狀態(tài)和抑制碘離子的遷移。
在存在PVA添加劑的情況下，F(xiàn)ASnI3-PVA PSC獲得了8.9％的效率，其中Voc從0.55降至0.63 V，這是基于FASnI3的PSC的最高Voc值之一。更重要的是，F(xiàn)ASnI3-PVAPSC具有驚人的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，在最大功率點(diǎn)運(yùn)行400小時(shí)后效率未下降。該方法利用PVA和FASnI3之間的O-H... I-氫鍵相互作用，適用于提高基于FASnI3的PSC的效率和穩(wěn)定性。
HighlyStable and Efficient FASnI3‐Based Perovskite Solar Cells by Introducing Hydrogen Bonding
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903721
7. AM:一種基于光電倍增雙端有機(jī)光電探測(cè)器的高響應(yīng)性有機(jī)圖像傳感器
高響應(yīng)的有機(jī)圖像傳感器對(duì)于醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用至關(guān)重要。為了增強(qiáng)有機(jī)圖像傳感器中的像素光響應(yīng)，需要有機(jī)光電探測(cè)器與放大器的集成，或者使用高響應(yīng)性有機(jī)光電探測(cè)器而無(wú)需額外的放大組件。使用具有光電倍增的垂直堆疊的雙端有機(jī)光電探測(cè)器是高響應(yīng)有機(jī)圖像傳感器的有前途的方法，因?yàn)樗鼈兙哂泻?jiǎn)單的雙端子結(jié)構(gòu)和固有的大響應(yīng)度。然而，目前還沒(méi)有使用有機(jī)光電倍增光電探測(cè)器的成像傳感器陣列的演示。傳感器陣列的主要障礙是弱光靈敏度，其受到相對(duì)大的暗電流的限制。
近日，東京大學(xué)Takao Someya聯(lián)合日本理研所 KenjiroFukuda提出了一種基于單片垂直疊加兩‐端像素的高響應(yīng)有機(jī)圖像傳感器。這是使用垂直堆疊二極管‐型有機(jī)光電探測(cè)器與光電倍增像素實(shí)現(xiàn)的。此外，采用優(yōu)化的注入電極和附加的堆疊整流層，該雙端器件同時(shí)顯示出高響應(yīng)率(> 40a W?1)、低暗電流和光照下的高整流。基于該器件的有機(jī)圖像傳感器具有極其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，具有高像素光響應(yīng)，即使在1 μWcm-2下也能表現(xiàn)出弱光成像能力。
Wu,Y.-L. Someya, T. Fukuda, K. et al. A Highly Responsive Organic ImageSensor Based on a TwoTerminal Organic Photodetector with Photomultiplication.AM 2019.
DOI:10.1002/adma.201903687
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201903687
8. AM: 動(dòng)態(tài)流體‐類似石墨烯的超低摩擦分子軸承
類似流體的滑動(dòng)石墨烯具有類似固體的平面外壓縮剛度，為下一代界面技術(shù)提供了獨(dú)特的物理和化學(xué)特性。近日，麻省理工Ju Li、IanW. Hunter、Timothy M. Swager研究了具有特定化學(xué)官能化的石墨烯，其可預(yù)測(cè)地促進(jìn)對(duì)基材和超低摩擦滑動(dòng)結(jié)構(gòu)的粘附和潤(rùn)濕。
不銹鋼(SS)和類金剛石碳(DLC)之間的潤(rùn)滑性是通過(guò)密集功能化石墨烯顯示動(dòng)態(tài)片間鍵，機(jī)械轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的摩擦層之間的實(shí)驗(yàn)證明。宏觀潤(rùn)滑性通過(guò)形成互連石墨烯基質(zhì)的薄膜而發(fā)展，所述石墨烯基質(zhì)提供0.01的摩擦系數(shù)（COF）。機(jī)械滑動(dòng)產(chǎn)生復(fù)雜的折疊石墨烯結(jié)構(gòu)，平衡的共價(jià)鍵賦予宏觀摩擦試驗(yàn)中檢測(cè)的薄膜剛度和穩(wěn)定性。這種減少摩擦的新方法對(duì)制造，運(yùn)輸和航空航天具有廣泛的影響。
Jeon, I. Li, J. Hunter, l. W. Swager, T. M. et al. DynamicFluid‐Like Graphenewith Ultralow Frictional Molecular Bearing. AM 2019.
DOI: 10.1002/adma.201903195
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903195
9. AM: 用于紡織和可穿戴電子設(shè)備的一維可伸縮電極和器件的最新進(jìn)展
可直接集成到日常紡織品或服裝中的可穿戴電子設(shè)備的研究呈爆炸式增長(zhǎng)，具有很大的應(yīng)用潛力。這些可穿戴電子設(shè)備對(duì)一維電子設(shè)備的要求是:重量輕、可編織、高度靈活、可伸縮、適應(yīng)日常生活中頻繁變形的要求。為此，開(kāi)發(fā)具有高拉伸性能和電性能的一維電極是至關(guān)重要的。
近日，韓國(guó)延世大學(xué)Taeyoon Lee介紹了可穿戴和紡織電子產(chǎn)品一維可拉伸電極的最新工藝，重點(diǎn)介紹了具有代表性的導(dǎo)電材料、高性能一維可拉伸電極的制備技術(shù)以及各種一維可拉伸電子器件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。最后，討論了當(dāng)前材料和設(shè)備在性能和科學(xué)理解方面的局限性和前景，這些方面應(yīng)該考慮到進(jìn)一步的進(jìn)展。
Lee, J. Lee, T. et al .Recent Advances in 1D Stretchable Electrodes and Devices for Textile andWearable Electronics: Materials, Fabrications, and Applications. AM 2019.
DOI: 10.1002/adma.201902532
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902532
10. Angew：以卟啉為電荷傳輸媒介實(shí)現(xiàn)光生載流子的高效分離
光電陽(yáng)極/電解質(zhì)界面處的電荷復(fù)合嚴(yán)重影響體系的光電化學(xué)（PEC）性能。雖然利用析氧催化劑涂覆光陽(yáng)極可以一定程度上增強(qiáng)光電流，但目前的光電催化體系依然存在H2O分解過(guò)程中載流子復(fù)合率高的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，天津大學(xué)盧小泉教授以BiVO4為模型材料，成功設(shè)計(jì)了新的電荷轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。
具體而言，將卟啉作為界面電荷轉(zhuǎn)移媒介，如同“排球二傳手”一般，基于空穴轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)而不是作為傳統(tǒng)的光敏化機(jī)理，有效地抑制了表面載流子復(fù)合。此外，作者還發(fā)現(xiàn)引入的卟啉可以在光陽(yáng)極/電解質(zhì)界面長(zhǎng)壽命地傳導(dǎo)電荷。該體系采用如此簡(jiǎn)單的方法使體系光電流密度從0.68 mAcm-2增加到4.75 mA cm-2，提供了一種增強(qiáng)光生電荷分離的有效策略，以改善PEC性能。
Xingming Ning, Bingzhang Lu, Zhen Zhang, Peiyao Du, Hongxia Ren, Duoliang Shan,Jing Chen, Yunjing Gao, Xiaoquan Lu.
Angew.Chem. Int. Ed. 2019.
DOI：10.1002/anie.201908833
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908833
11. Angew：利用缺電子單體優(yōu)化氮化碳的聚合進(jìn)而增強(qiáng)其光催化活性
自福州大學(xué)王心晨教授首次將g-C3N4用于光催化分解水以來(lái)，g-C3N4的設(shè)計(jì)合成、復(fù)合改性等一直是研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。眾所周知，利用富N的單體，如氰胺、三聚氰胺和尿素等煅燒制得的氮化碳（PCN）在許多情況下結(jié)構(gòu)相當(dāng)混亂。
針對(duì)這一問(wèn)題，福州大學(xué)王心晨教授、德國(guó)馬普所張貴剛博士等人利用熔融鹽（例如，NaCl，KCl）法，以缺電子單體（例如，5-氨基-四唑，核酸堿基）為原料在較為溫和的條件下制備了新的氮化碳同素異形體。值得注意的是，該方法能夠調(diào)控?zé)峋酆蟿?dòng)力學(xué)，進(jìn)而調(diào)節(jié)氮化碳的局部結(jié)構(gòu)，載流子傳輸性能，以及最為重要的HOMO和LUMO能級(jí)位置。結(jié)果表明，設(shè)計(jì)合成的NaK-PHI-A材料具有優(yōu)越的光催化氧化還原活性，作者將其歸因于納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)的可見(jiàn)光吸收增強(qiáng)、載流子的分離傳輸加快。
GuigangZhang, Minghui Liu, Tobias Heil, Spiros Zafeiratos, AleksandrSavateev, Markus Antonietti, and Xinchen Wang.
Angew.Chem. Int. Ed. 2019, 58, 1–6.
DOI:10.1002/anie.201908322
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908322
12. Adv. Sci.: 硼摻雜TiO2 ETL實(shí)現(xiàn)高效無(wú)滯后鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率取得了快速的進(jìn)展，然而，在這些器件的電流密度-電壓特性中存在異常的滯后行為仍然是商業(yè)化道路上的一個(gè)關(guān)鍵障礙。近日，華北電力大學(xué)Songyuan Dai聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院Linhua Hu、洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院MohammadKhaja Nazeeruddin通過(guò)溶膠-凝膠法處理的介孔硼摻雜TiO2 (B‐TiO2)傳輸層(ETL)，用于減少滯后。在TiO2 ETL中加入硼摻雜劑，不僅降低了鈣鈦礦器件的滯后行為，而且改善了PCE。
這主要?dú)w因于以下兩個(gè)原因：首先，用硼物質(zhì)取代未配位的鈦原子有效地鈍化了TiO2 ETL中的氧空位缺陷，導(dǎo)致電子遷移率和導(dǎo)電性增加，從而極大地促進(jìn)了電子傳輸。其次，硼摻雜劑使TiO2的導(dǎo)帶邊緣升高，從而在抑制電荷復(fù)合的情況下提供更有效的電子提取。基于B-TiO2 ETL的甲基碘化鉛（MAPbI3）光電器件比對(duì)照器件的19.06％具有更高的20.51％的效率，且具有可忽略不計(jì)的滯后行為。
Hu,L. Dai, S. Nazeeruddin, M. K. et al. EnhancedInterfacial Binding and Electron Extraction Using Boron-Doped TiO2 for HighlyEfficient Hysteresis-Free Perovskite Solar Cells. Adv. Sci. 2019
DOI:10.1002/advs.201901213
https://doi.org/10.1002/advs.201901213
13. JACS: TiNb2O7中的離子和電子傳導(dǎo)
TiNb2O7是Wadsley-Roth相，具有晶體剪切結(jié)構(gòu)，是高功率鋰離子儲(chǔ)能有希望的候選者。然而，鋰插入機(jī)制和TiNb2O7中的傳導(dǎo)仍不清楚。劍橋大學(xué)Clare P. Grey團(tuán)隊(duì)結(jié)合實(shí)驗(yàn)和計(jì)算以理解塊狀TiNb2O7的固有性質(zhì)。研究結(jié)果表明，鋰化時(shí)電子電導(dǎo)率增加了七個(gè)數(shù)量級(jí)，表明電子具有局部和離域特征，最大居里常數(shù)和Li NMR順磁性位移接近Li0.60TiNb2O7。
研究者計(jì)算了方形平面或扭曲的五配位鋰位點(diǎn)以在熱力學(xué)最小值或過(guò)渡態(tài)之間進(jìn)行反轉(zhuǎn)，NMR研究發(fā)現(xiàn)單氧化還原區(qū)域中的鋰擴(kuò)散（即LixTiNb2O7中x≤3）很快速，其具有低的活化勢(shì)壘，并且在觀察到T1最小值的溫度525-650K下，對(duì)于x≥0.75時(shí)，DLi = 10-11m2·s-1。
DFT計(jì)算預(yù)測(cè)離子擴(kuò)散像電子傳導(dǎo)一樣，是各向異性的，在隧道內(nèi)具有100-200meV的鋰傳輸激活屏障。鋰遷移率在多氧化還原區(qū)域受阻（LixTiNb2O7中x> 3），這與從間質(zhì)介導(dǎo)的轉(zhuǎn)變?yōu)榭瘴唤閷?dǎo)的擴(kuò)散有關(guān)。總的來(lái)說(shuō)，鋰插入導(dǎo)致TiNb2O7的有效n型自摻雜和高速傳導(dǎo)，而在高鋰化時(shí)離子運(yùn)動(dòng)最終受阻。在TiNb2O7中使用Na+，K+，Mg2+進(jìn)行脫嵌，其過(guò)渡態(tài)為1-3 eV的高擴(kuò)散勢(shì)壘，表明該結(jié)構(gòu)特別適合于Li+遷移。
KentJ. Griffith, Ieuan D. Seymour, Michael A. Hope, Megan M. Butala, Leo K.Lamontagne, Molleigh B Preefer, Can P. Ko?er, Graeme Henkelman, Andrew J.Morris, Matthew J Cliffe, Sian E. Dutton, Clare P. Grey, Ionic and ElectronicConduction in TiNb2O7, J. Am. Chem. Soc.2019
DOI:10.1021/jacs.9b06669
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b06669
14. AFM：負(fù)載異煙肼的WSSe/MnO2納米復(fù)合材料用于腫瘤的協(xié)同治療
北京科技大學(xué)董海峰教授團(tuán)隊(duì)利用Mn2+可催化異煙肼(INH)產(chǎn)生羥基自由基(?OH)和WSSe納米片的光熱效應(yīng)，制備了一種WSSe/MnO2-INH納米復(fù)合材料，并將其用于協(xié)同抗癌治療。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，WSSe/MnO2納米復(fù)合材料具有良好的光熱轉(zhuǎn)換效率，并且可以通過(guò)非芬頓反應(yīng)的機(jī)理誘導(dǎo)產(chǎn)生?OH。
實(shí)驗(yàn)利用可靶向線粒體的三苯基溴化膦(TPP)分子對(duì)其進(jìn)行修飾，并使用癌細(xì)胞膜對(duì)其進(jìn)行偽裝得到具有靶向癌細(xì)胞線粒體的WSSe/MnO2-INH-TPP@CM。并且該納米復(fù)合材料也具有對(duì)腫瘤進(jìn)行CT成像和磁共振成像的能力。研究表明，WSSe/MnO2- INH-TPP@CM在體內(nèi)外均表現(xiàn)出良好的抗癌治療效果，因此這一工作也為基于ROS的癌癥聯(lián)合治療提供了新的策略。
YaruCheng, Haifeng Dong. et al. Non-Fenton-Type Hydroxyl Radical Generation and Photothermal Effect by Mitochondria-Targeted WSSe/MnO2 NanocompositeLoaded with Isoniazid for Synergistic Anticancer Treatment. Advanced Functional Materials. 2019
DOI:10.1002/adfm.201903850
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201903850
