1. Nat. Rev. Mater.: MOF的動力學穩定性，用于腐蝕和配位性氣體捕獲
金屬有機骨架（MOF）具有多種應用，涉及弱相互作用的高純度氣體的儲存、分離和傳感。接觸不純的氣流以及與腐蝕性和配位性氣體的相互作用提出了化學穩健性的問題。然而，決定MOF穩定性的因素尚不完全清楚。MOF先前已被分類為熱力學或動力學穩定，但最近的工作已經闡明了所有這些材料相對于致密相的孔隙率的能量損失，這對于氣體儲存，多相催化和電子材料的設計應用具有重大意義。
麻省理工學院Mircea Dinc?團隊關注穩定多孔相的兩個主要策略，使用惰性金屬離子或增加異質金屬-配體鍵強度。首先，回顧了設計用于捕獲協調和腐蝕性氣體（如H2O蒸氣，NH3，H2S，SO2，氮氧化物（NOx）和元素鹵素）的穩固材料的進展。設想追求MOF的動力學穩定策略將產生越來越多適合惡劣條件的穩健結構，并且對這些具有挑戰性的氣體的短期穩定性將預測在要求較低的環境中的應用的長期穩定性。
Kineticstability of metal–organic frameworks for corrosive and coordinating gas capture,Nature Reviews Materials (2019)
https://www.nature.com/articles/s41578-019-0140-1
2. Nat. Rev. Cancer：利用納米技術改善癌癥免疫治療
利用患者的免疫系統來對抗腫瘤的癌癥免疫治療在2018年獲得了諾貝爾生理學或醫學獎，其效用也已在臨床得到了充分的驗證。但是，目前對免疫治療有著良好響應的患者比例卻仍然很低(約為15%)。這是因為腫瘤有著多種的免疫逃避的機制。而通過對免疫系統進行時空調控則有望實現最佳的治療效果。
納米顆粒和其他一些生物材料可以對免疫調節試劑的靶向位置、藥代動力學和協同遞送進行調整，因此將癌癥免疫治療和納米生物工程等技術進行融合是一種非常好的策略。丹娜-法伯癌癥研究所Michael S. Goldberg教授對用于改善癌癥免疫治療的相關納米技術研究進行了綜述，并對這一領域的發展方向做了詳細介紹。
MichaelS. Goldberg. Improving cancer immunotherapy through nanotechnology. Nature ReviewsCancer. 2019
https://www.nature.com/articles/s41568-019-0186-9
3. Nature Energy: 含氟原甲酸鹽電解質中生成的整體式SEI膜減少鋰損耗和粉化
鋰金屬負極在循環過程中的粉化和相關的體積膨脹是影響鋰金屬電池安全工作的一個關鍵問題。在本文中，美國西北太平洋國家實驗室的許武和張繼光等使用基于氟化的原甲酸鹽電解質最大限度地減少了循環過程中鋰負極的粉化。在這種電解質中形成的SEI膜表現出整體式結構，這與廣泛報道的鑲嵌式或多層式SEI膜的結構截然不同。
鑲嵌式或多層SEI膜在結構和組分上的不均勻性會誘發鋰的不均勻沉積和鋰以及電解液的持續消耗。本文所研究的整體式SEI膜不僅能夠抑制鋰枝晶的形成，而且能夠將鋰的損失和體積膨脹最小化。此外，這種新型電解質還能夠抑制NCM811正極材料的相變并穩定其晶體結構。高壓Li/NCM811電池測試表現出長循環穩定性和優異的倍率性能以及降低的安全風險。
XiaCao, Wu Xu, Ji-guang Zhang et al, Monolithic solid–electrolyte interphases formed influorinated orthoformate-based electrolytes minimize Li depletion andpulverization,Nature Energy, 2019
https://www.nature.com/articles/s41560-019-0464-5
4. Nature Energy:兩步電化學-化學循環分離析氫析氧反應助力高效整體水分解
電解制氫面臨著提高生產效率、經濟價值和全球一體化潛力等諸多技術挑戰。在傳統的電解水過程中，水的氧化和還原在同一個電解池的正負極同步發生。這就為產物分離帶來了挑戰，甚至還為材料選擇和工藝條件的篩選制造了困難。在本文中，以色列理工學院的Avner Rothschild和GideonS. Grader等利用兩步過程成功地將水分解過程中的析氫和析氧反應分離：第一步是在正極還原水和在負極氧化水的電化學步驟，第二步是在高溫下快速驅動水氧化從而把負極還原為初始態的化學步驟。
這種方法使得在無膜兩電極電解池中的整體水分解平均工作電壓為1.44-1.60V，電流密度為10-200mA/cm2。該工作使得研究人員能夠在一個簡單的循環過程中，以高效率、高穩健性、高安全性和富有前景的放大潛力，在低電壓下生產氫氣。
HenDotan, Avner Rothschild, Gideon S. Grader et al, Decoupled hydrogen and oxygenevolution by a two-step electrochemical–chemical cycle for efficientoverall water splitting, Nature Energy, 2019
https://www.nature.com/articles/s41560-019-0462-7
5. Nat. Commun.：氧化鈷-鉑催化劑選擇性加氫反應協同效應的起源
因為難以構建定義明確的催化體系，理解雙組分催化劑的協同性質仍然是一個具有挑戰性的問題。近日，中科院山西煤化所Zhe Gao，Yong Qin等通過原子層沉積（ALD）設計了一系列緊密接觸的CoOxPt/TiO2和空間分離的CoOx/TiO2/Pt催化劑，研究了CoOx-Pt催化劑選擇性加氫協同效應的起源。
對于CoOx/TiO2/Pt，CoOx和Pt通過TiO2納米管管壁分離，可以精確地調節CoOx-Pt親密度。與CoOxPt/TiO2一樣，CoOx/TiO2/Pt對肉桂醇的選擇性高于單金屬TiO2/Pt，表明CoOx-Pt納米級親密度幾乎不影響選擇性。選擇性的增強歸因于氫溢流導致氧空位的增加。此外，用ALD選擇性地覆蓋CoOx或Pt，可確定鉑-氧空位界面位點為活性位點。該工作為理解雙組分和雙功能催化劑的協同性提供了指導。
JiankangZhang, Zhe Gao*, Yong Qin,* et al. Origin of synergistic effectsin bicomponent cobalt oxide-platinum catalysts for selective hydrogenationreaction. Nat. Commun., 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-11970-8
https://www.nature.com/articles/s41467-019-11970-8
6. Science Advances : 用于可穿戴健身監測的柔性石墨烯光電探測器
由于無創追蹤重要健康體征，基于光學檢測的可穿戴設備和健康追蹤器成為了公共衛生用途的有希望的產品之一。然而，到目前為止，使用的剛性技術阻礙了可穿戴設備的最終性能和外形。巴塞羅那科學技術研究所GerasimosKonstantatos,Stijn Goossens和Frank Koppens等人展示了一類基于石墨烯的新型柔性和透明可穿戴設備，這些石墨烯是用半導體量子點（GQD）敏化制備的。
研究人員展示了幾種能夠無創地監測重要健康體征的原型可穿戴設備，包括心率，動脈血氧飽和度（SpO2）和呼吸頻率。演示了使用環境光的操作，提供低功耗。此外，使用柔性紫外（UV）敏感光電探測器與近場通信電路板的異構集成，允許光電探測器和智能電話之間的無線通信和電力傳輸，從而提供無電池操作。該技術為無縫集成的可穿戴設備鋪平了道路，并通過無線探測紫外線指數為用戶提供支持。
Flexible graphene photodetectors for wearable fitness monitoring, Science Advances
DOI:10.1126/sciadv.aaw7846.
https://advances.sciencemag.org/content/5/9/eaaw7846
7. Science Advances: 在2D半導體異質層中光學產生高載流子密度
控制二維（2D）材料中的電荷密度是設計新電子相和性質的有效方法。一般是通過靜電門控實現該控制。哥倫比亞大學James Hone, X.-Y. Zhu和密歇根大學Mackillop Kira團隊報道了一種使用過渡金屬二硫屬化物異質層，WSe2/MoSe2，II型帶匹配產生高載流子密度的光學方法。
通過將光學激發密度調整到Mott閾值以上，實現了從層間激子到電荷分離的電子/空穴等離子體的相變，其中光激發的電子和空穴被定位到各個層。在脈沖和連續波激發條件下，可以維持高達4×1014cm-2的高載流子密度。這些發現為2D異質層中電子相的光學控制打開了大門。
Opticalgeneration of high carrier densities in 2D semiconductor heterobilayers,Science Advances
DOI:10.1126/sciadv.aax0145.
https://advances.sciencemag.org/content/5/9/eaax0145
8. Science Advances: 基于量子霍爾的超導干涉器件
杜克大學Andrew Seredinski團隊提出了一個基于石墨烯的約瑟夫森結的研究，其中專用的側門由同一片石墨烯雕刻而成。這些側柵非常高效地允許在寬范圍內沿結的任一邊調制載流子密度。在1至2-T范圍的磁場中，能夠填充下一個朗道(Landau)水平，這導致霍爾平臺的電導率與體積填充因子不同。當沿任一邊沿引入反向傳播量子霍爾邊緣狀態時，觀察到沿結的邊緣局部化的超電流。并研究這些超級電流作為磁場和載流子密度的函數。
Quantum Hall–basedsuperconducting interference device, Science Advances
DOI:10.1126/sciadv.aaw8693.
https://advances.sciencemag.org/content/5/9/eaaw8693
9. AM: 利用窄帶隙有機半導體將鈣鈦礦太陽能電池的光伏響應擴展到近紅外
鉛基鈣鈦礦太陽能電池在近紅外（NIR）區域會留下大量光譜損失。將超過800nm的光吸收延伸到NIR中應該增加光電流的產生并進一步提高鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的光伏效率。近日，普林斯頓大學Yueh-LinLoo研究團隊通過一種簡單易行的方法是將NIR-發色團（也是路易斯堿）納入鈣鈦礦吸收劑，擴大了其光響應并提高其光伏效率。
與沒有這種有機發色團的原始PSC相比，這些太陽能電池在NIR中也能產生光電流。考慮到有機半導體的路易斯堿性質，其有效地鈍化了鈣鈦礦缺陷。因此，這些膜顯示出顯著降低的缺陷密度，增強的空穴和電子遷移率，以及抑制的照射誘導的離子遷移。因此，具有有機發色團的鈣鈦礦太陽能電池表現出21.6％的增強效率，并且在連續的單日照射下顯著改善了操作穩定性。
Zhao, X. Loo, Y.-L. et al. Extending the Photovoltaic Response of Perovskite Solar Cells into the Near‐Infrared witha Narrow‐Bandgap Organic Semiconductor. AM 2019
DOI: 10.1002/adma.201904494
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201904494
10. AM綜述：用于個性化細胞治療的生物材料
細胞療法為治療頑固性疾病提供了一種新的方法，例如用于組織再生的間充質干細胞、用于糖尿病治療的胰島移植和用于癌癥免疫治療的T細胞遞送等。而生物材料可以作為載體來維持細胞的存活和功能，并增強細胞治療的效果。隨著個性化醫療迅速發展，細胞療法也被證明其在這一領域具有巨大的應用潛力。
它可以通過使用患者特異性細胞或生物材料來指導細胞活動，以滿足每個患者的需要，從而實現個性化醫療。麻省理工學院Daniel G. Anderson教授團隊綜述了生物材料在組織再生、治療蛋白遞送和癌癥免疫治療中的作用，并重點介紹了用于個性化細胞治療的生物工程材料的性能及相關研究進展。
AmandaL. Facklam, Daniel G. Anderson. et al. Biomaterials for Personalized Cell Therapy. Advanced Materials. 2019
DOI:10.1002/adma.201902005
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902005
11. JACS：原位紅外光譜研究揭露CO2電還原過程中電極表面附近pH的變化
在過去十年中，電化學CO2還原是一個蓬勃發展的研究領域，其目的是將電能轉化為可再生化學品和燃料。催化劑的開發與研究顯著提高了電化學CO2還原的選擇性和活性。然而，理解結構-活性關系仍具有挑戰。近日，代爾夫特理工大學Wilson A. Smith等，使用原位表面增強紅外吸收光譜（SEIRAS）和理論計算的研究表明，在相對較低的電流密度（<10 mA/cm2）下，常用的強磷酸鹽緩沖液不能維持銅電極上CO2電還原過程中的界面pH值。
實驗觀察到電極表面附近的pH值與0.2M磷酸鹽緩沖液中的本體溶液相比高，可達5個pH單位，即使在光滑的多晶銅電極上也是如此。增加緩沖容量并不能解決該問題，因為產氫速率急劇增加，導致緩沖液在很窄的電位范圍內崩潰。這些無法預料的結果意味著大多數關于在CO2飽和水溶液中電催化CO2還原成碳氫化合物的研究是在銅電極的傳質限制下進行的評估。作者還強調，具有高局部電流密度（例如納米結構）的電極上的大濃度梯度對選擇性，活性和動力學分析具有重要意義，并且研究結構-活性關系必須排除傳質效應的影響。
KailunYang, Recep Kas, Wilson A. Smith*. In-situ Infrared Spectroscopy Reveals Persistent Alkalinity Near Electrode Surfaces during CO2 Electroreduction. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b07000
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b07000
12. ACS catal.：Ru在提高Pd基催化劑堿性溶液中析氫活性和氧化反應活性中的作用
改善堿性介質中析氫和氧化反應（HER/HOR）的反應動力學對于促進堿性燃料電池和電解槽的發展是至關重要的。近日，香港科技大學Minhua Shao等多團隊合作，制備了Pd3Ru合金納米催化劑，Ru分離在表面上，形成吸附原子和團簇。
該結構顯著降低了Pd在1M KOH中HER的過電位（104 mV，10 mA cm-2），甚至高于Pt的活性（10mA cm-2下改善了6mV）。理論模擬結果表明，表面吸附的Ru原子/團簇可以削弱氫鍵結合能，促進OH吸附，從而降低HER中決速步的反應勢壘。該工作對闡明Ru在雙金屬催化劑中的作用以及合理設計更高活性的HER/HOR催化劑具有重要意義。
XuepingQin a, Lulu Zhang, Gui-Liang Xu, Minhua Shao*, et al. The Role of Ruin Improving the Activity of Pd toward Hydrogen Evolution and OxidationReactions in Alkaline Solutions. ACS catal., 2019
DOI: 10.1021/acscatal.9b01744
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.9b01744
