1. AM: EQE 2.6%，深藍色鈣鈦礦發光二極管
與高效的綠色和近紅外發光二極管（LED）相比，深藍色鈣鈦礦LED的進展較少。它們受到低效域[各種數量的PbX6-層（n）]控制的影響，導致一系列不利的問題，例如顏色不穩定，多峰形和熒光產率差。近日，蘇州大學Zhao‐Kui Wang、 Liang‐Sheng Liao通過將芳族多胺分子引入鈣鈦礦前體而對準2D鈣鈦礦膜進行精細間隔調制。
利用低維分量工程，顯著抑制了非輻射復合和延遲激子轉移的n1結構域，而n3域顯著增加。優化的準2D鈣鈦礦膜呈現來自n3域的藍色發射（峰值在465nm處），光致發光量子產率（PLQY）高達77％。相應的鈣鈦礦LED能夠提供穩定的深藍色發光（CIE（0.145,0.05）），外部量子效率（EQE）為2.6％。這項工作的發現為準二維鈣鈦礦的結構和發射特性提供了進一步的認識，為設計深藍色發光鈣鈦礦材料鋪平了道路。
Yuan,S.Wang, Z.-K. Liao, L.-S. et al. Optimization of Low‐Dimensional Components ofQuasi‐2D Perovskite Films for Deep‐Blue Light‐EmittingDiodes. AM 2019.
DOI: 10.1002/adma.201904319
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904319
2. AM: 8.78%! 高效全聚合物太陽能電池
在全聚合物太陽能電池（全PSC）領域，所有效率超過8％的聚合物受體均基于酰亞胺或二氰基乙烯。為了促進這種有前途的太陽能電池類型的發展，創造新型缺電子單元以構建高性能聚合物受體是至關重要的。近日，香港科技大學Tao Liu、He Yan、中國科學院光化學研究所Chuanlang Zhan、華僑大學 Jianhua Huang合成含有B←N鍵的新型缺電子單元，即BNIDT。研究人員對BNIDT的系統研究揭示了理想的性質，包括良好的共面性，有利的單晶結構，窄帶隙和降低的能級以及延長的吸收曲線。
通過共聚BNIDT與噻吩和3,4-二氟噻吩，分別開發了兩種名為BN-T和BN-2fT的新型共軛聚合物。結果表明，這些聚合物具有寬的吸收光譜，覆蓋350-800nm，低能級和雙極薄膜晶體管特性。使用PBDB-T作為供體，BN-2fT作為受體，所有PSC提供8.78％的令人鼓舞的效率，這是所有PSC中最高的，不包括基于酰亞胺和二氰基乙烯型受體的器件。考慮到BNIDT的結構與這些經典單元完全不同，這項工作開辟了一類新的缺電子單元，用于構建高效的聚合物受體，首次實現效率超過8％。
Li, Y. Liu, T. Yan, H. Zhan,C. Huang, J. et al. 8.78% EfficientAll‐PolymerSolar Cells Enabled by Polymer Acceptors Based on a B←N Embedded Electron‐Deficient Unit. AM 2019.
DOI: 10.1002/adma.201904585
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904585
3. EES: 極性聚合物-溶劑相互作用衍生界面助力高穩定鋰金屬電池
鋰金屬被視為未來可充二次電池中最具前景的負極材料之一。然而，金屬鋰與碳酸酯電解液之間嚴重的副反應以及高電流密度下的枝晶生長嚴重限制了金屬鋰電池的實際應用。在本文中，德克薩斯大學奧斯汀分校的余桂華等通過調控聚合物-溶劑相互作用采用極性聚合物保護層有效抑制了環狀碳酸酯對金屬鋰負極的腐蝕。
極性聚合物框架中的-CN能夠有效抑制碳酸酯溶劑中的-C=O的反應活性從而有助于形成高無機含量的穩定SEI膜。原位光學和電子顯微鏡均發現極性聚合物網絡有效抑制了鋰枝晶的形成與生長，從而使得金屬鋰在Li/Li對稱電池和Li/NCM111全電池中均能夠表現出穩定的沉積-剝離行為。該研究為控制電解液配位形成穩定的鋰電池碳酸酯電解液SEI層提供了有益的指導。
JiwoongBae, Guihua Yu et al, Polar polymer-solvent interaction derived favorableinterphase for stable lithium metal batteries, Energy & EnvironmentalScience,2019
DOI:10.1039/C9EE02558H
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/EE/C9EE02558H#!divAbstract
4. ACS Nano：通過分子功能化設計調節細胞器特異性和光動力治療效率
高效有機光敏劑（PSs）因其在光動力治療（PDT）中的應用前景而備受關注，然而，關于其分子設計指南很少被報道。近日，唐本忠院士研究團隊以三苯胺-氮芴酮為核，設計合成了一系列PSs，并系統地研究了它們的結構-性能-應用關系。陽離子化是一種通過靶向線粒體提高PSs 光動力治療效率的有效策略。
由于分子內運動的限制和系統間交叉的增強，具有聚集誘導發光（AIE）的PSs的熒光和活性氧生成效率增加。陽離子化線粒體靶向的PSs顯示出比非電離的靶向脂滴的PSs更高的光動力治療效率。PDT聯合放療可進一步增強AIE PSs殺傷癌細胞的能力。這些結果將激發設計和合成具有更好光動力治療效率和性能的AIE PSs的研究熱情。
ZhiyangLiu, Hang Zou, Ben Zhong Tang, et al. Tuning Organelle Specificity andPhotodynamic Therapy Efficiency by Molecular Function Design. ACS Nano,2019.
DOI: 10.1021/acsnano.9b04430
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b04430
5. ACS Nano：利用分子間電荷轉移控制非輻射衰變通道，有效提高光熱轉換效率
深入研究非輻射（NR）衰變，尋求NR衰變速率最大化或控制其它NR衰變通道，對提高用于光療學的有機材料光熱轉換效率（η）具有重要意義。但迄今為止，相關工作尚不多見。近日，南京郵電大學有機電子與信息顯示重點實驗室黃維研究團隊聯合紐約州立大學布法羅分校Paras N. Prasad研究團隊對聚集態下，即在BODIPY（BDP）納米顆粒（BNP NPs）中，BNP染料的NR衰變進行了深入的研究，從聚集穩定的分子間電荷轉移（CT）狀態中顯示了一個有效的額外NR衰變通道，導致體內高效光療具有極高光熱轉換效率（61%）。
BDPNPs顯示了兩個超快NR衰變通道，它們具有超短壽命，分別為1.7和50 ps，這與單獨的BNP染料中僅有的S1→S0 NR通道具有373 ps的長壽命形成鮮明對比。更重要的是，BDP NPs中的超快NR通道（1.7ps）消耗了激發態總體中的相當大一部分（71%），這說明它比單獨的BNP染料具有更好的光熱效應。最后，BDP NPs顯示了一種高效的光聲成像（PAI）引導的光熱療法（PTT）對活體小鼠腫瘤的治療。這項研究對有機材料中NR衰變有了更深入的認知，為類似結構分子的廣泛應用提供了更具價值的指導方針，不僅可用于光熱相關的應用，還可開發出更先進的有機材料。
WenboHu, Xiaofei Miao, Paras N. Prasad, et al. Manipulating Nonradiative DecayChannel by Intermolecular Charge Transfer for Exceptionally ImprovedPhotothermal Conversion. ACS Nano. 2019.
DOI:10.1021/acsnano.9b06208
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b06208
6. ACS Nano: 碳/石墨烯晶體微球電極用作高效電極材料
石墨烯具有優異的導電性和二維層狀結構，是一種非常具有潛力的電極材料，但目前仍存在比表面積較大，導致庫侖效率較低等問題。近日，湖南大學的魯兵安教授和楊紅官副教授團隊以蔗糖為碳源，采用水熱法和低溫退火工藝制備了一種具有核桃狀核殼結構的碳/石墨烯晶體微球。
研究發現，外表面的晶體碳結構可以有效保護內部的石墨烯，而碳球內部的石墨烯片堆疊形成的三維空間有助于離子的儲存，該碳/石墨烯特殊晶體微球復合材料具有優異的結構穩定性和離子儲存性能，將其作為鉀離子電池負極，初始容量高達297.89 mAh/g，庫侖效率高達99%，且表現出很好的循環穩定性。該工作為石墨烯基電極材料的改進提供了一種新的方案，有利于促進石墨烯在電化學領域的實際應用。
YijieYang, Shu-Qi Wang, Haoming Wen, Tao Ye, Jing Chen, Cheng-Peng Li, Miao Du*.Graphene Armored with Crystal Carbon Shell for Ultrahigh-Performance PotassiumIon Batteries and Aluminum Batteries. ACS Nano, 2019
DOI:10.1021/acsnano.9b04893
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b04893
7. ACS Nano: 電化學誘導相變制備有序金屬間化合物Pd3Bi用作高效ORR催化劑
有序金屬間化合物具有特定的結構和晶格常數、較高的混合焓、較高的化學以及結構穩定性等優點，與無序結構相比，有序金屬間化合物具有有序效應、電子效應、表面缺陷和晶面取向效應，是一種非常有潛力的電催化劑。然而，合成有形貌的序金屬間化合物催化劑仍是一個較大的挑戰。
最近，約翰霍普金斯大學的AnthonyShoji Hall教授團隊通過電化學脫合金工藝，將膠體合成的有序金屬間化合物PdBi2轉化為有序金屬間化合物Pd3Bi納米粒子。由于PdBi2具有較低的空位形成能，因此Bi可以很容易地從表面去除，通過空位的擴散實現了原子的重新排布，形成了有序金屬間化合物Pd3Bi納米催化劑，其具有優異的催化氧還原活性和甲醇耐受性，質量活性可達商業是Pt/C催化劑的11倍，作為燃料電池催化劑具有巨大的應用潛力。該工作也為其他有序金屬間化合物的制備提供了一種新的思路。
Du Sun,Yunfei Wang, Kenneth J.T. Livi, Chuhong Wang, Ruichun Luo, Zhuoqun Zhang,Hamdan Alghamdi, Chenyang Li, Fufei An, Bernard Gaskey, Tim Mueller, andAnthony Shoji Hall*. Ordered Intermetallic Pd3Bi Prepared by anElectrochemically Induced Phase Transformation for Oxygen ReductionElectrocatalysis. ACS Nano, 2019
DOI: 10.1021/acsnano.9b06019
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06019
8. Adv. Sci.: 二維材料負載的單原子金屬催化劑的應用綜述
單原子金屬催化劑具有最高的原子利用率和活性比表面積，負載在二維納米材料表面可以表現出極其優異的催化特性，在能源儲存與轉換器件領域具有巨大的應用潛力。
近日，深圳大學張晗教授團隊對二維材料負載的單原子金屬催化劑進行了綜述，首先介紹了二維材料與金屬單原子結合的方法與策略，并歸納了表征SAC@2D材料的常見技術，最后著重介紹了單原子催化在高附加值化學品制備、能源轉化和環境保護三個方面的應用，梳理了SACs@2D目前存在的問題和未來的發展方向，有利于促進單原子催化領域的進一步發展。
BinZhang, Taojian Fan, Ni Xie, Guohui Nie, Han Zhang. Versatile Applications ofMetal Single‐Atom @ 2DMaterial Nanoplatforms. Adv. Sci., 2019
DOI:10.1002/advs.201901787
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201901787
9. AFM：精確分子工程化的AIE光敏劑用于光動力治療
具有聚集誘導發光(AIE)特性的光敏劑(PSs)在聚集態可以高效地生成單態氧(1O2)，因此它在光動力治療(PDT)領域引起了人們廣泛的研究興趣。而除了1O2生成效率高以外，其在長波長范圍內的強吸收和近紅外(NIR)發光的特性也是非常重要的，但是這對于AIE PSs來說卻很難實現，這是由于AIE分子的扭曲結構往往會導致其在短波長范圍內進行吸收和發光。
新加坡國立大學劉斌教授團隊通過精確的分子工程設計開發了一種新的AIE PSs，其在810 nm處會產生AIE效應，在300至700 nm范圍內具有很高的摩爾吸光系數，而在白光照射下則具有很好的1O2生成效率。這是由于該分子工程在TBT上引入了兩條柔性支鏈從而得到TBTC8，這就使得TBT在納米粒子(NPs)中不會產生強的分子間相互作用，因此TBTC8 NPs在1O2的生成、吸收和發光方面的性能都會更佳。體內外實驗結果也充分表明TBTC8NPs具有良好的臨床應用前景。
WenboWu, Bin Liu. et al. Precise Molecular Engineering of Photosensitizers withAggregation-Induced Emission over 800 nm for Photodynamic Therapy. Advanced FunctionalMaterials. 2019
DOI:10.1002/adfm.201901791
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201901791
10. AFM：富含Zn空位ZnIn2S4的高效光催化CO2還原
針對光催化還原CO2量子效率低的問題，吉林大學施展教授團隊設計合成了富含Zn空位（VZn）的3D自組裝ZnIn2S4（3D-ZIS）材料。光電化學測試結果表明，設計合成的含VZn的3D-ZIS材料光生載流子分離傳輸效率極高。具體而言，作者首次發現VZn的引入可以顯著降低ZIS的載流子傳輸活化性能（CTAE）：3D-ZIS的CTAE為0.93 eV，遠低于對照樣Bulk-ZIS對應的1.14 eV。
原位紅外結果表明，3D-ZIS中豐富的VZn促進了CO2經由單電子轉移活化至CO2?的過程。此外，結合原位紅外和CO2-TPD測試結果，作者還發現VZn可以促進材料表面羥基的形成，進而促使CO2還原中間體（CO2-、b-CO32-、HCO3-）的生成。總而言之，該工作創造性地將材料的CTAE與其CO2還原活性聯系起來，初步揭示了表面羥基在CO2還原過程中的作用，為設計構筑高效的光催化CO2還原體系提供了新的策略。
YiqiangHe, Heng Rao, Kepeng Song, Jixin Li, Ying Yu, Yue Lou, Chunguang Li, Yu Han,Zhan Shi,* and Shouhua Feng. 3D Hierarchical ZnIn2S4 Nanosheetswith Rich Zn Vacancies Boosting Photocatalytic CO2 Reduction. Adv.Funct. Mater. 2019, 1905153.
DOI：10.1002/adfm.201905153
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201905153
11. Nano Energy：富Bi中空Bi4O5Br2微球的高效光催化CO2還原
眾所周知，光生載流子分離傳輸速率低、CO2吸附活化效果差是制約光催化CO2還原的主要因素；合理地設計半導體光催化材料意義重大。針對這一問題，哈爾濱工業大學的陳剛教授與周欣副教授等人調控合成了具有高光催化CO2還原活性的富Bi中空Bi4O5Br2微球。理論計算和能帶結構測試結果表明，由于Bi含量的豐富，材料的能帶結構高度分散，CB位置升高（更負）；有利于光生載流子的傳輸，增強了材料的還原性能。
此外，材料的中空結構為CO2的吸附活化提供了更多的活性位點。得益于上述因素，設計合成的中空Bi4O5Br2微球光催化還原CO2至CO/CH4的活性高達3.16/0.5 μmolg-1h-1，顯著優于塊體Bi4O5Br2及普通BiOBr材料。此項研究為設計構筑高效的光催化CO2還原體系提供了新的思路。
Xiaoli Jin, Chade Lv, XinZhoua, Haiquan Xie, Shanfu Sun, Yue Liu, Qingqiang Meng, Gang Chen. A bismuth rich hollow Bi4O5Br2 photocatalystenables dramatic CO2 reduction activity. Nano Energy2019, 64, 103955.
DOI：10.1016/j.nanoen.2019.103955
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519306627
12. Biomaterials: 腎透明超小共價有機骨架納米點作為光動力劑用于有效的癌癥治療
共價有機骨架（COFs）及其衍生物是一類新興的多孔晶體材料，具有廣泛的應用前景。然而，因為它們尺寸大，分散性低，細胞內生物利用度差，還存在代謝問題，在生物醫學領域的應用一直受到限制。中國科學院長春應用化學研究所曲小剛研究團隊合成了腎透明的超小COF納米點，并將其作為有效的腫瘤治療藥物。
他們采用一種簡單的液相剝離方法制備COF納米點，聚乙二醇（PEG）偶聯后，涂覆在COF納米點（COF納米點-PEG）上可以改善其生理穩定性和生物相容性。此外，分離良好的卟啉分子賦予COF納米點-PEG良好的光觸發活性氧產生能力，顯示出優秀的光動力學治療效率和良好的腫瘤積聚能力。特別是，由于COF納米點的尺寸非常小，可以通過腎濾過清除體內的COF納米點-PEG，并且沒有明顯的體內毒性。該研究突出了COFs基納米顆粒在生物醫學應用中的潛力。
Yan Zhanga, Lu Zhang, XiaogangQu, et al. Renal-clearable ultrasmall covalent organic framework nanodots asphotodynamic agents for effective cancer therapy. Biomaterials. 2019.
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.119462
