1. AM：AIEgen納米晶體的聚集誘導(dǎo)非線性光學(xué)效應(yīng)在體內(nèi)生物成像中的應(yīng)用
非線性光學(xué)顯微鏡因其具有獨(dú)特的光學(xué)切片、高空間成像分辨率和三維重建等功能，成為一種用于生物成像研究的有力工具。而開發(fā)具有強(qiáng)非線性光學(xué)效應(yīng)，可產(chǎn)生三次諧波的有機(jī)熒光探針，也已成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個重要研究方向。浙江大學(xué)錢駿教授和香港科技大學(xué)唐本忠院士合作提出了一種基于AIE效應(yīng)的近紅外發(fā)光有機(jī)納米晶體(DCCN)的制備方法。
實驗研究了DCCN的聚集誘導(dǎo)非線性光學(xué)效應(yīng)，包括雙光子熒光(2PF)、三光子熒光(3PF)和THG等。實驗將DCCN納米晶分別應(yīng)用于1040nm NIR-II激發(fā)下的2PF成像和1560nm NIR-II激發(fā)下的THG顯微鏡成像，成功地實現(xiàn)了對小鼠腦血管三維結(jié)構(gòu)的重建，并且THG顯微鏡成像比2PF顯微鏡具有更高的空間分辨率和亮度，可以在小鼠大腦最深的800微米處看到直徑2.7微米的小血管。
ZhengZheng, Jun Qian, Ben Zhong Tang. et al. Aggregation-Induced Nonlinear OpticalEffects of AIEgen Nanocrystals for Ultradeep In Vivo Bioimaging. AdvancedMaterials. 2019
DOI:10.1002/adma.201904799
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904799
2. AM：對腦內(nèi)和腫瘤內(nèi)血管進(jìn)行NIR-II光激發(fā)的雙光子成像
對腦內(nèi)或腫瘤內(nèi)血管的形態(tài)和動力學(xué)進(jìn)行具有高穿透深度、高信號背景比(SBR)腫瘤活體熒光成像，對于研究血管相關(guān)疾病和癌癥來說具有重要的意義。南京工業(yè)大學(xué)劉杰博士和新加坡國立大學(xué)劉斌教授合作設(shè)計了一種高亮度熒光團(tuán)(BTPETQ)，它具有長波長吸收和聚集誘導(dǎo)近紅外(NIR)發(fā)射(最大波長為700 nm)的特性，可以用于在NIR- II光(1200 nm)激發(fā)下對小鼠的大腦和腫瘤血管進(jìn)行活體雙光子熒光(2PF)成像。
實驗通過納米沉淀法制備的BTPETQ在水介質(zhì)中粒徑均勻，量子產(chǎn)率高達(dá)19 1%。研究進(jìn)一步利用BTPETQ對小鼠大腦血管結(jié)構(gòu)進(jìn)行2PF成像，可以得到一個為924 μm的三維血管網(wǎng)絡(luò)。此外，由于腫瘤部位血管具有滲漏的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，BTPETQ可在其中實現(xiàn)增強(qiáng)的2PF，這也有助于實現(xiàn)對正常血管和深部腫瘤組織血管進(jìn)行區(qū)分。
ShaoweiWang, Jie Liu, Bin Liu. et al. NIR-II-Excited Intravital Two-Photon MicroscopyDistinguishes Deep Cerebral and Tumor Vasculatures with an Ultrabright NIR-IAIE Luminogen. Advanced Materials. 2019
DOI:10.1002/adma.201904447
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904447
3. AM：將輻射和細(xì)菌膜包覆的納米顆粒相結(jié)合用于開發(fā)原位癌癥疫苗
通過隨機(jī)突變和特異性誘導(dǎo)所產(chǎn)生的新抗原是一種可被T細(xì)胞識別的腫瘤抗原。而在免疫冷性腫瘤中，腫瘤新抗原的識別能力有限，這也使得無法產(chǎn)生有效的抗腫瘤免疫反應(yīng)。而且這些冷性腫瘤對包括免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)在內(nèi)的大多數(shù)免疫治療都響應(yīng)不佳。放射治療(RT)可以增強(qiáng)對冷腫瘤的免疫識別，從而產(chǎn)生更加多樣化的抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)，但單獨(dú)依靠RT還無法誘導(dǎo)產(chǎn)生全身的抗腫瘤免疫反應(yīng)。
威斯康星大學(xué)宮紹琴教授和ZacharyS. Morris博士合作制備了一種由免疫激活的PC7A/CpG內(nèi)核和包裹的細(xì)菌膜以及亞胺基團(tuán)組成的多功能納米顆粒(BNP)。這種BNP可在放療后捕獲腫瘤新抗原，增強(qiáng)其在樹突狀細(xì)胞(DC)中的攝取，從而刺激抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)的發(fā)生。實驗在患有同基因黑色素瘤和神經(jīng)母細(xì)胞瘤的小鼠模型上證明，BNP+RT聯(lián)合治療可通過激活樹突狀細(xì)胞和效應(yīng)T細(xì)胞顯著地抑制腫瘤生長，并產(chǎn)生腫瘤特異性的抗腫瘤免疫記憶。
RaviB. Patel, Shaoqin Gong, Zachary S. Morris. et al. Development of an In SituCancer Vaccine via Combinational Radiation and Bacterial-Membrane-CoatedNanoparticles. Advanced Materials. 2019
DOI:10.1002/adma.201902626
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902626
4. AM：具有高CO2捕獲性能的多孔γ-Mg(BH4)2納米晶體/MBHg雜化材料
近年來，從分子水平控制，增強(qiáng)固態(tài)材料CO2捕獲性能受到了極大的關(guān)注。近日，勞倫斯·伯克利國家實驗室Jeffrey J. Urban，David Prendergast，加州大學(xué)伯克利分校Jeffrey R. Long等多團(tuán)隊合作，報道了一種由固有多孔γ-Mg(BH4)2納米晶體和還原的氧化石墨烯（MBHg）構(gòu)成的一類雜化納米材料。這些納米材料在低分壓和40至100°C的溫度下，具有動力學(xué)控制的高吸收容量（>19.9 mmol g-1）的，不可逆的CO2吸收性能。
系統(tǒng)性實驗和第一性原理計算揭示了CO2與MBHg之間的反應(yīng)機(jī)理以及化學(xué)活化的亞穩(wěn)（BH3-HCOO）-中心的作用，該中心比母體BH4-中心熱力學(xué)上有利反應(yīng)和可能更快的反應(yīng)動力學(xué)。總而言之，作者證明了將尺寸減小至納米級范圍并生成反應(yīng)性，亞穩(wěn)態(tài)的中間體可改善金屬硼氫化物納米材料的CO2捕獲性能。
SoheeJeong, David Prendergast,* Jeffrey R. Long,* Jeffrey J. Urban*, et al. RunawayCarbon Dioxide Conversion Leads to Enhanced Uptake in a Nanohybrid Form ofPorous Magnesium Borohydride. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201904252
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201904252
5. JACS：合成過渡金屬摻雜的板鈦礦-TiO2的通用策略
功能化納米材料的研究焦點(diǎn)在于從原子水平上調(diào)控納米晶體的尺寸、組成和結(jié)構(gòu)。TiO2憑借自身在光電催化領(lǐng)域展現(xiàn)出的獨(dú)特性質(zhì)，受到了研究者的廣泛青睞。近日，弗吉尼亞大學(xué)的Sen Zhang與布魯克海文國家實驗室的蘇東等人報道了一種通用的濕化學(xué)法來合成過渡金屬（M）摻雜的板鈦礦-TiO2納米棒（NRs）。
值得注意的是，作者運(yùn)用該法可以實現(xiàn)多種M的摻雜（M= V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo等）。由于油胺與TiO2{210}晶面強(qiáng)烈的親和作用，合成的四邊形TiO2-NRs會選擇性地暴露{210}面。此外，作者還發(fā)現(xiàn)即使摻雜M的種類和濃度發(fā)生改變，TiO2-NRs的結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定；同步輻射結(jié)果還進(jìn)一步表明M以單原子的形式均勻摻雜在板鈦礦-TiO2中。總而言之，作者開發(fā)了一種向板鈦礦-TiO2中摻雜過渡金屬的新方法，制備出的單原子M摻雜TiO2在催化領(lǐng)域有極高的應(yīng)用潛力。
ZhiyongZhang, Qiyuan Wu, Grayson Johnson, Yifan Ye, Xing Li, Na Li, Meiyang Cui,Jennifer D. Lee, Chang Liu, Shen Zhao, Shuang Li, Alexander Orlov, ChristopherB. Murray, Xu Zhang, T. Brent Gunnoe, Dong Su, and Sen Zhang. A Generalized Synthetic Strategyfor Transition Metal Doped Brookite-Phase TiO2 Nanorods. J. Am. Chem. Soc., 2019.
DOI:10.1021/jacs.9b06389
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b06389
6. JACS：基因編碼的光裂解linkers用于生物材料中模式蛋白釋放
鑒于蛋白質(zhì)在幾乎所有的生物過程中均扮演著重要的角色，研究者們對控制其在生物材料中的表達(dá)和釋放具有極大興趣。盡管有如此大的熱情，但早前在此方面制定的戰(zhàn)略造成了界定不清和異質(zhì)種群活動的大幅減少，從而阻礙了其在脆弱物種包括生長因子在內(nèi)的成功應(yīng)用。
近日，美國華盛頓大學(xué)Cole A. DeForest研究團(tuán)隊介紹了一種模塊化和可擴(kuò)展的方法，用于創(chuàng)建單分散的、基因編碼的嵌合體，此嵌合體可將生物活性蛋白固定在聚合物水凝膠中，隨后通過光致釋放。在化學(xué)酶反應(yīng)、生物正交化學(xué)和光遺傳學(xué)的最新發(fā)展基礎(chǔ)上，通過光可切割白蛋白（PhoCl）將熒光蛋白、模型酶和生長因子特異性定位于凝膠生物材料上，通過暴露在細(xì)胞相容性可見光（λ ≈ 400 nm）下以劑量依賴方式產(chǎn)生不可逆骨架光分解。利用常用光源基于掩膜和激光掃描光刻技術(shù)，在保持水凝膠活性同時，對水凝膠中蛋白質(zhì)釋放進(jìn)行了時空模態(tài)研究。利用光照表皮生長因子表達(dá)促進(jìn)三維各向異性細(xì)胞增殖。此方法有望在藥物輸送、診斷和再生醫(yī)學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。
Jared A. Shadish, AlderC. Strange, Cole A. DeForest. Genetically Encoded Photocleavable Linkers forPatterned Protein Release from Biomaterials. JACS. 2019.
https://doi.org/10.1021/jacs.9b07239
7. JACS：通過Hydride摻雜實現(xiàn)高效和選擇性的團(tuán)簇轉(zhuǎn)化
近日，東京大學(xué)Shinjiro Takano，Tatsuya Tsukuda等開發(fā)了一種高效高選擇性的方法，通過Hydride摻雜激活準(zhǔn)球形超原子[HMAu8（PPh3）8]+，并與Au（I）L低聚物反應(yīng)，合成常見的MAu24L18（M=Pd或Pt；L=硫醇或炔基）團(tuán)簇。通過Hydride介導(dǎo)轉(zhuǎn)化可大規(guī)模（~200mg）高產(chǎn)率（>50％）的合成MAu24（SC2H4Ph）18團(tuán)簇，并且可成功地應(yīng)用于其它初級硫醇。
盡管對二級和三級硫醇的應(yīng)用是有限的，但其轉(zhuǎn)化生成新型團(tuán)簇[PdAu23（Sc-C6H13）17]0，該團(tuán)簇具有不對稱的扁平（Pd@Au12）6+核。此外，轉(zhuǎn)化產(chǎn)生新的炔基保護(hù)的簇[MAu24（C≡CArF）18]2-（ArF = 3,5-（CF3）2C6H3）具有二十面體（M@Au12）4+核，且產(chǎn)率>50％。
ShinjiroTakano,* Shun Ito, and Tatsuya Tsukuda*. Efficient and Selective Conversion of Phosphine-Protected (MAu8)2+ (M= Pd, Pt) Superatoms to Thiolate-Protected (MAu12)6+ orAlkynyl-Protected (MAu12)4+ Superatoms via HydrideDoping. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b08055
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b08055
8. JACS: 高壓正極電解液的機(jī)理設(shè)計助力3.2V全有機(jī)非水液流電池
非水液流電池是一種可用于大規(guī)模能量儲存的新興技術(shù)。該的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是識別在利用有機(jī)溶劑的寬電位窗口下能夠發(fā)生可逆氧化還原反應(yīng)的分子。在本文中，美國密歇根大學(xué)的Melanie S. Sanford等利用理論計算、化學(xué)合成和機(jī)理分析等手段開發(fā)了一種硫醚取代的環(huán)丙烯衍生物作為非水有機(jī)液流電池的正極高電位電解質(zhì)。
該分子的氧化還原電位比已知的電解質(zhì)高470-500 mV。在該分子的硫原子上進(jìn)行烷基取代基的改變能夠獲得一種衍生物，這衍生物在在乙腈/四丁基六氟磷酸銨介質(zhì)中能夠相對于二茂鐵電對在1.33 V的高電位下充放電。該電解液與鄰苯二甲酰亞胺衍生物相匹配可以實現(xiàn)3.2 V全有機(jī)非水液流電池。
YichaoYan, Melanie S. Sanford et al, Mechanism-Based Design of a High-PotentialCatholyte Enables a 3.2 V All-Organic Nonaqueous Redox Flow Battery, JACS, 2019
DOI:10.1021/jacs.9b07345
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b07345
9. ACS Nano: 三元PdBP合金介孔納米球用于高效電催化
鈀（Pd）是一種不活潑金屬，性質(zhì)與鉑相似，由于其具有優(yōu)異的催化活性和對雙鍵和三鍵的親和性，含鈀催化劑在科研和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。過渡金屬或非金屬元素?fù)诫sPd催化劑可以進(jìn)一步提高其催化性能，然而，常規(guī)的合成方法一般只能在Pd催化劑中摻雜一種元素，進(jìn)行多元素?fù)诫s是研究人員不斷探索的方向。
近日，南京師范大學(xué)化科院劉犇教授團(tuán)隊以二甲胺硼烷為硼源，以次磷酸鈉為磷源，以十八烷基二甲基氯化銨為犧牲模板，通過濕化學(xué)法和犧牲模板法制備了三元PdBP合金介孔納米球（MSs），其具有獨(dú)特的三維樹枝狀結(jié)構(gòu)既可以促進(jìn)電子/質(zhì)量傳遞，又提供了豐富的活性位點(diǎn)，而且硼和磷的摻雜提高了Pd的本征催化活性，可以促進(jìn)表面含氧中間產(chǎn)物的分解，因此MSs合金介孔納米球?qū)ρ踹€原反應(yīng)（ORR）和醇氧化反應(yīng)（AOR）具有優(yōu)異的催化性能。該工作為設(shè)計合成其他具有高催化性能的多組分合金介孔納米球提供了一種新的思路。
HaoLv, Dongdong Xu, Lizhi Sun, Joel Henzie, Steven L. Suib, Yusuke Yamauchi, BenLiu*. Ternary Palladium–Boron–Phosphorus Alloy Mesoporous Nanospheres for Highly EfficientElectrocatalysis, ACS Nano, 2019.
DOI:10.1021/acsnano.9b06339
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06339
10. AEM: 非富勒烯柔性有機(jī)太陽能電池組件
為了確保下一代能量收集有機(jī)太陽能電池（OSC）從實驗室到工業(yè)的轉(zhuǎn)移，有必要開發(fā)可連續(xù)生產(chǎn)的柔性O(shè)SC模塊，并應(yīng)用全解決方案。韓國建國大學(xué)Doo Kyung Moon團(tuán)隊設(shè)計并合成了基于非富勒烯受體（NFA）的供體聚合物SMD2，以連續(xù)制造高性能的柔性O(shè)SC組件。
此外，還開發(fā)了多功能空穴傳輸層（HTL），WO3/HTL太陽雙層HTL。效率可達(dá)11.3％。此外，在紫外線照射下的光穩(wěn)定性增強(qiáng)。在工業(yè)生產(chǎn)線上制造的柔性O(shè)SC模塊在80 cm2的有效面積上的效率為5.25％（Pmax = 419.6 mW）。
Han,Y. W., Jeon, S. J., Lee, H. S., Park, H., Kim, K. S., Lee, H.‐W., Moon, D. K., Evaporation‐Free Nonfullerene Flexible Organic Solar Cell Modules Manufacturedby An All‐Solution Process. Adv. Energy Mater. 2019,1902065.
DOI: 10.1002/aenm.201902065
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201902065
11. AEM: 基于多相催化中單原子或少原子分散活性位點(diǎn)的氧還原反應(yīng)綜述
氧還原反應(yīng)(ORR)在能源轉(zhuǎn)換過程中非常重要，如燃料電池和金屬空氣電池，對促進(jìn)向非化石能源依賴的社會過渡至關(guān)重要。ORR反應(yīng)通常需要昂貴的貴金屬催化劑來加速反應(yīng)，貴金屬催化劑可以促進(jìn)O2的吸附、解離和隨后的電子轉(zhuǎn)移過程。以地球上豐度很高的過渡金屬基單原子或少原子（如Fe，Co，和Mo）與非金屬元素（如P、S和N）結(jié)合，摻雜或負(fù)載在碳基載體中形成的催化劑，是最有潛力的替代貴金屬催化劑的方案之一。
然而，對于單原子催化劑，金屬原子的配位數(shù)、類型和鄰近構(gòu)型，或者說是金屬配位形貌，對活性位點(diǎn)的功能具有很大的影響。盡管目前已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，它們的催化功能和機(jī)理仍然讓研究者們感到困惑。它們既不是具有離散能量狀態(tài)的分子系統(tǒng)，也不能完全用適用于多相體催化劑的理論來描述。鑒于此，瑞典于默奧大學(xué)的Thomas W?gberg教授團(tuán)隊綜述了單原子和少原子電催化劑的最新研究結(jié)果，重點(diǎn)討論了活性位點(diǎn)的催化功能和機(jī)理。
TivaSharifi, Eduardo Gracia‐Espino, Anran Chen, GuangzhiHu*, Thomas W?gberg*. Oxygen Reduction Reactions onSingle- or Few-Atom Discrete Active Sites for Heterogeneous Catalysis. AdvancedEnergy Materials, 2019.
DOI:10.1002/aenm.201902084
https://doi.org/10.1002/aenm.201902084
12. ACS Catal.: 納米花狀水滑石金屬氧化物負(fù)載Ag催化劑用于催化碳煙燃燒
柴油發(fā)動機(jī)的排放尾氣中含有大量的碳煙顆粒，需將其捕捉收集并在催化劑作用下氧化分解，以避免對人類健康和環(huán)境造成危害。Ag金屬催化劑對碳煙顆粒具有較好的催化活性，有望被廣泛用于碳煙催化燃燒，然而，目前其催化作用機(jī)理仍不清楚，催化活性有待進(jìn)一步提升。水滑石屬于陰離子型層狀化合物，具有層狀結(jié)構(gòu)和高比表面積的特點(diǎn)，經(jīng)高溫焙燒后，層間水分子和陰離子脫除，形成水滑石基復(fù)合金屬氧化物，可被用作載體或催化劑。
近日，天津大學(xué)的李新剛團(tuán)隊首先通過水熱法制備了納米花狀水滑石CoAlO（Co-LDH-H），然后通過煅燒工藝和浸漬還原工藝制備得到納米花狀水滑石衍生金屬氧化物CoAlO（Co-LDO-H）負(fù)載Ag納米顆粒催化劑（Ag/Co-LDO-H）。納米花結(jié)構(gòu)有效提高了催化劑與碳煙之間的接觸效率，而高度分散的Ag納米顆粒受載體的影響，電子結(jié)構(gòu)的變化增強(qiáng)了其本征催化氧化活性，兩者的協(xié)同效應(yīng)共同賦予了Ag/Co-LDO-H催化劑優(yōu)異的催化碳煙燃燒性能。另外，作者通過氧同位素測試發(fā)現(xiàn)，Ag納米顆粒上的氧活性物種可以直接氧化碳煙。該工作對制備其他高催化活性的復(fù)合催化劑以及研究催化反應(yīng)機(jī)理具有重要的借鑒意義。
WeiRen, Tong Ding, Yuexi Yang, Lingli Xing, Qingpeng Cheng, Dongyue Zhao,Zhaoliang Zhang, Qian Li, Jing Zhang, Lirong Zheng, Zheng Jiang, and Xingang Li*.Identifying Oxygen Activation/Oxidation Sites for Efficient Soot Combustionover Silver Catalysts Interacted with Nanoflower-Like Hydrotalcite-DerivedCoAlO Metal Oxides. ACS Catal., 2019.
DOI：10.1021/acscatal.9b01897
https://doi.org/10.1021/acscatal.9b01897
