1. Joule: 通過(guò)模塊更換拓寬光伏市場(chǎng)
當(dāng)今部署太陽(yáng)能光伏（PV）的方法隱含地假設(shè)模塊技術(shù)是固定的。太陽(yáng)能電池板已安裝，并有望在30年或更長(zhǎng)時(shí)間的系統(tǒng)壽命內(nèi)運(yùn)行。但是，許多光伏技術(shù)在包括成本、功率轉(zhuǎn)換效率和可靠性在內(nèi)的多個(gè)方面都在不斷改善。定期更換模塊或計(jì)劃重新通電會(huì)利用這項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)的優(yōu)勢(shì)，并抵消可預(yù)測(cè)的性能下降。
麻省理工學(xué)院Joel Jean團(tuán)隊(duì)證明了模塊更換策略可以在不超過(guò)15年的初始模塊壽命的情況下，以與原始系統(tǒng)設(shè)計(jì)向后兼容的方式，以具有競(jìng)爭(zhēng)力的水平實(shí)現(xiàn)電力成本。還評(píng)估了模塊更換對(duì)壽命周期的環(huán)境影響，發(fā)現(xiàn)與當(dāng)今的發(fā)電方式相比，無(wú)論更換策略如何，所有商用光伏技術(shù)都在大多數(shù)影響類別中提供了好處。因此，組件更換可以加速新興光伏技術(shù)的市場(chǎng)引入，這些新興光伏技術(shù)實(shí)現(xiàn)了具有競(jìng)爭(zhēng)力的組件效率（≥20％），成本（≤0.30美元/瓦）和使用壽命（≥10年），并且有可能進(jìn)一步提高這三個(gè)指標(biāo)。
Accelerating Photovoltaic Market Entry with Module Replacement, Joule, 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119304155
2. AM：納米技術(shù)用于多模態(tài)成像指導(dǎo)的精準(zhǔn)外科手術(shù)治療
手術(shù)切除是目前大多數(shù)實(shí)體瘤患者最主要和最有效的治療方法。然而，患者在手術(shù)后往往還會(huì)出現(xiàn)復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。近年來(lái)，隨著微創(chuàng)外科技術(shù)的飛速發(fā)展，新興的納米技術(shù)也被逐漸用于微創(chuàng)、精準(zhǔn)、智能化腫瘤外科手術(shù)應(yīng)用。
美國(guó)NIH陳小元教授、中南大學(xué)文宇教授和熊力教授合作綜述了納米技術(shù)在成像指導(dǎo)的手術(shù)治療(IGS)和手術(shù)輔助的協(xié)同治療中的應(yīng)用，充分揭示了納米技術(shù)在多模態(tài)IGS輔助的精準(zhǔn)腫瘤協(xié)同治療中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)；簡(jiǎn)要介紹了NMs對(duì)手術(shù)靶點(diǎn)的作用機(jī)理，這種基于分子成像技術(shù)的多模態(tài)成像為實(shí)現(xiàn)高分辨率、深組織穿透的可視化手術(shù)提供了一種實(shí)用的方法，并且多功能NMs也可將手術(shù)與輔助治療(如化療、免疫治療、光療)相結(jié)合，充分消除殘余病灶；最后對(duì)開(kāi)發(fā)與外科應(yīng)用相關(guān)的診療NMs所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題和臨床轉(zhuǎn)化前景進(jìn)行了詳細(xì)討論。
Cong Wang, Yu Wen, Li Xiong, Xiaoyuan Chen. et al. Advanced Nanotechnology Leadingthe Way to Multimodal Imaging-Guided Precision Surgical Therapy. Advanced Materials.2019
DOI:10.1002/adma.201904329
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201904329
3. AM：CD44特異性A6短肽增強(qiáng)多聚體表阿霉素對(duì)原位人多發(fā)性骨髓瘤的靶向性和抗癌功效
盡管化療在臨床上有著廣泛的應(yīng)用，但由于化療對(duì)腫瘤的特異性較低，其療效仍存在爭(zhēng)議。人們正積極地尋求能夠?qū)⑺幬镞x擇性地轉(zhuǎn)移至癌細(xì)胞的納米載體，以重塑癌癥的治療方法。然而，迄今為止，尚無(wú)主動(dòng)靶向納米藥物在臨床轉(zhuǎn)化中取得成功，部分原因在于其靶向性不高或制備工藝復(fù)雜。
近日，蘇州大學(xué)鐘志遠(yuǎn)研究團(tuán)隊(duì)制備了CD44‐特異性A6短肽(KPSSPPEE)功能化的多聚體表阿霉素(A6‐PS‐EPI)，研究表明其在體內(nèi)能增強(qiáng)對(duì)人多發(fā)性骨髓瘤(MM)的靶向性和抗癌功效。封裝了11wt % EPI的A6‐PS‐EPI的尺寸很小(≈55nm)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，響應(yīng)速度快，易于制備。值得注意的是，A6修飾顯著增強(qiáng)了CD44過(guò)表達(dá)的LP-1MM細(xì)胞對(duì)PS-EPI的攝取和抗癌活性。A6‐PS‐EPI對(duì)原位LP‐1 MM顯示出顯著的靶向能力，與非靶向PS‐EPI相比，可造成骨損傷和驚人的存活率。總而言之，A6‐PS‐EPI作為一種簡(jiǎn)單而智能的納米治療藥物，顯示出很高的臨床轉(zhuǎn)化潛力。
WenxingGu, Jingnan An, Zhiyuan Zhong, et al. CD44‐Specific A6 Short Peptide Boosts Targetability and AnticancerEfficacy of Polymersomal Epirubicin to Orthotopic Human Multiple Myeloma. Adv. Mater., 2019.
https://doi.org/10.1002/adma.201904742
4. AM綜述：碳球作為可持續(xù)能源應(yīng)用的納米反應(yīng)器
膠態(tài)碳球納米反應(yīng)器因其獨(dú)特的性能，例如優(yōu)異的導(dǎo)電性，高比表面積，可控制的孔隙率和滲透性以及表面功能等，而被廣泛地研究并用于能量存儲(chǔ)，電化學(xué)轉(zhuǎn)化和催化領(lǐng)域。近日，中科院大連化物所Jian Liu團(tuán)隊(duì)總結(jié)了膠體碳球納米反應(yīng)器合成和應(yīng)用的最新研究成果。
首先討論了各種合成策略，包括硬模板法，軟模板法，水熱碳化，微乳液聚合法以及St?ber法的擴(kuò)展。然后，討論了膠體碳球納米反應(yīng)器的功能化，包括組成的納米工程和表面特征。隨后，介紹了膠體碳球納米反應(yīng)器在能量存儲(chǔ)，電化學(xué)轉(zhuǎn)化和催化領(lǐng)域的主要應(yīng)用的最新進(jìn)展。最后，就具有可調(diào)結(jié)構(gòu)的膠態(tài)碳球納米反應(yīng)器的受控合成和功能化，以及實(shí)際應(yīng)用中所需的組成和性質(zhì)，對(duì)未來(lái)發(fā)展的觀點(diǎn)和挑戰(zhàn)進(jìn)行了討論。
HaoTian, Ji Liang, and Jian Liu*. Nanoengineering Carbon Spheres as Nanoreactorsfor Sustainable Energy Applications. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201903886
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903886
5. AM綜述：生物材料調(diào)控腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的研究綜述
腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）是腫瘤微環(huán)境中一種復(fù)雜的異質(zhì)性細(xì)胞群。在眾多類型腫瘤中，TAMs會(huì)導(dǎo)致腫瘤惡變，因此是一個(gè)值得關(guān)注的治療靶點(diǎn)。據(jù)此，美國(guó)華盛頓大學(xué)Suzie H. Pun研究團(tuán)隊(duì)對(duì)生物材料調(diào)控腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的研究進(jìn)行了綜述，重點(diǎn)介紹了用于調(diào)節(jié)TAMs的三種主要策略，強(qiáng)調(diào)了生物材料在這些方法中的作用。
首先，總結(jié)了腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞靶向的系統(tǒng)方法，并考慮了被動(dòng)和主動(dòng)靶向方法的局限性。其次，從創(chuàng)傷愈合和巨噬細(xì)胞對(duì)植入生物材料反應(yīng)方面的重要文獻(xiàn)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并展望了將這些原理應(yīng)用于腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞進(jìn)行基于生物材料的局部調(diào)節(jié)。最后，探討了工程化巨噬細(xì)胞的發(fā)展領(lǐng)域，包括基因工程和與生物材料或藥物傳遞系統(tǒng)的整合。分析了該領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)，以及未來(lái)在腫瘤學(xué)中以巨噬細(xì)胞為基礎(chǔ)的治療所存在的機(jī)遇。
MeilynSylvestre, Courtney A. Crane, Suzie H. Pun. Progress on Modulating Tumor‐Associated Macrophages with Biomaterials. Adv. Mater.,2019.
https://doi.org/10.1002/adma.201902007
6. AM：NaCl納米粒子也可用于癌癥治療！
在現(xiàn)今的科研領(lǐng)域，已制備合成了許多無(wú)機(jī)納米粒子，并對(duì)其在生物系統(tǒng)中的行為進(jìn)行了研究。然而，像NaCl這樣的普通電解質(zhì)卻被排除在這一領(lǐng)域之外。常規(guī)的猜想是電解質(zhì)納米粒子與其組成鹽具有類似的行為，能迅速溶解于水中。在此，美國(guó)佐治亞大學(xué)Jin Xie研究團(tuán)隊(duì)打破了這種先入為主的觀念。
證實(shí)NaCl納米粒子（SCNPs）（非鹽）對(duì)癌細(xì)胞具有高度毒性。這是因?yàn)镾CNPs通過(guò)內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞，繞過(guò)了細(xì)胞對(duì)離子轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)節(jié)，當(dāng)SCNPs在癌細(xì)胞內(nèi)溶解時(shí)，會(huì)引起滲透壓的激增和細(xì)胞的快速溶解。有趣的是，由于正常細(xì)胞的鈉含量相對(duì)較低，它們對(duì)這種治療更有抵抗力。與傳統(tǒng)化療不同，與傳統(tǒng)的化學(xué)療法不同，SCNPs是導(dǎo)致免疫原性細(xì)胞死亡或ICD。體內(nèi)研究表明，SCNPs不僅能殺死癌細(xì)胞，還能增強(qiáng)抗癌免疫。這一發(fā)現(xiàn)為納米粒子用于治療開(kāi)辟了一個(gè)全新的視角。
WenJiang, Xiaozhong Yu, Jin xie, et al. NaCl nanoparticles as a cancertherapeutic. Adv. Mater., 2019.
https://doi.org/10.1002/adma.201904058
7. Angew：人工酶催化級(jí)聯(lián)反應(yīng)用于NIRII光增強(qiáng)的抗腫瘤免疫治療
腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)是當(dāng)前腫瘤治療所面臨的一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。而有望解決這一問(wèn)題的重要策略就是實(shí)現(xiàn)抗腫瘤免疫。但是腫瘤的免疫抑制狀態(tài)也嚴(yán)重影響了免疫治療的效果。中南大學(xué)陳萬(wàn)松博士和劉又年教授合作提出了一種將基于人工酶的催化級(jí)聯(lián)反應(yīng)用于免疫治療的新策略。
Cu2-xTe納米粒子在近紅外(NIR II)光下具有可調(diào)的模擬酶活性(谷胱甘肽氧化酶和過(guò)氧化物酶)，它所催化的級(jí)聯(lián)反應(yīng)會(huì)逐漸升高腫瘤內(nèi)的氧化應(yīng)激，從而誘導(dǎo)免疫原性細(xì)胞死亡。同時(shí)，Cu2-xTe人工酶還可以通過(guò)持續(xù)產(chǎn)生氧化應(yīng)激來(lái)逆轉(zhuǎn)免疫抑制的腫瘤微環(huán)境，增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)，進(jìn)而根除原發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的腫瘤。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)Cu2-xTe人工酶治療的小鼠可以成功獲得抑制腫瘤復(fù)發(fā)的免疫記憶效應(yīng)。
MeiWen, Wansong Chen, You-Nian Liu. et al. Artificial Enzyme-Catalyzed CascadeReactions for Antitumor Immunotherapy Reinforced by NIR-II Light. Angewandte ChemieInternational Edition. 2019
DOI:10.1002/anie.201909729
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909729
8. Angew：對(duì)近紅外光響應(yīng)的H2S活化納米診療平臺(tái)
開(kāi)發(fā)對(duì)近紅外光響應(yīng)的納米平臺(tái)為實(shí)現(xiàn)精確的癌癥藥物隨需釋放提供了新的方法。華東理工大學(xué)趙春常教授、中科院上海應(yīng)用物理研究所諸穎博士和上海交通大學(xué)樊春海教授合作，利用H2S介導(dǎo)的反應(yīng)原位生成了一種近紅外光熱試劑并將其用于成像和光控藥物釋放，該試劑具有靶向治療具有豐富H2S的癌癥的能力。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該納米平臺(tái)可被H2S激活并產(chǎn)生NIR II發(fā)射，也能被紅外光控制以釋放藥物喜樹(shù)堿-11。實(shí)驗(yàn)在HCT116荷瘤小鼠模型上證明該納米平臺(tái)可顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)，副作用也很低。因此，這一研究所開(kāi)發(fā)的納米診療平臺(tái)也為實(shí)現(xiàn)NIR II成像指導(dǎo)的精確醫(yī)學(xué)提供了新的思路。
BenShi, Ning Ren, Ying Zhu, Chunhai Fan, Chunchang Zhao. et al. A TheranosticNanoplatform with Hydrogen Sulfide-Activatable NIR Responsiveness forImaging-Guided On-Demand Drug Release. Angewandte Chemie International Edition.2019
DOI:10.1002/anie.201909883
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909883
9. ACS Macro Lett.: 中空多孔超交聯(lián)聚合物納米球封裝金屬納米粒子用作高效的尺寸可調(diào)選擇性催化劑
蛋黃-殼結(jié)構(gòu)材料是在核殼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)一定技術(shù)手段，在內(nèi)核與外殼間引入空隙部分，進(jìn)而形成的一種新型納米多相復(fù)合材料，在選擇性催化領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力，二氧化硅、多孔碳、沸石分子篩以及金屬有機(jī)骨架材料等均被設(shè)計(jì)制備成蛋黃-殼結(jié)構(gòu)材料，然而，由于這些材料的多孔骨架結(jié)構(gòu)具有的微孔孔道難以精確調(diào)控，從而難以對(duì)不同分子尺寸的底物進(jìn)行選擇性催化，極大地限制了其廣泛應(yīng)用。超交聯(lián)聚合物（HCPs）是一系列永久微孔聚合物材料，具有比表面積高、合成條件溫和、單體來(lái)源廣泛、催化劑廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn)，在氣體捕獲與分離、能源存儲(chǔ)、有機(jī)揮發(fā)物吸附、催化、藥物釋放和化學(xué)傳感等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。HCPs在不同極性的溶劑表現(xiàn)出不同的本征的溶脹行為，進(jìn)而可以調(diào)控其孔隙度。可被用于設(shè)計(jì)合成具有蛋黃-殼型結(jié)構(gòu)的選擇性催化劑。
近日，華東師范大學(xué)黃琨教授和美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)王曉光教授團(tuán)隊(duì)合作設(shè)計(jì)制備了一種具有蛋黃-殼型結(jié)構(gòu)的HCPs基催化劑，他們通過(guò)超交聯(lián)誘導(dǎo)自組裝策略，制備了功能化中空結(jié)構(gòu)的多孔聚合物復(fù)合材料，然后通過(guò)原位浸漬-還原法將鈀（Pd）納米粒子封裝在HCPs納米球中空空腔中，制備得到高的催化活性和穩(wěn)定性的選擇性催化劑。而且，由于HCPs在不同極性的溶劑表現(xiàn)出不同的本征的溶脹行為，因此可以通過(guò)改變?nèi)軇┙橘|(zhì)的極性，精確調(diào)控HCPs基催化劑中微孔孔徑尺寸，從而使該催化劑對(duì)不同分子尺寸的底物具有選擇性催化作用。該工作為設(shè)計(jì)制備高催化活性的尺寸選擇性智能催化劑提供一種新的思路。
YangXu, Yuxing Yao, Haitao Yu, Buyin Shi, Shengguang Gao, Li Zhang, Abigail L.Miller, Jen-Chun Fang, Xiaoguang Wang*, Kun Huang*.Nanoparticle-Encapsulated Hollow Porous Polymeric Nanosphere Frameworks asHighly Active and Tunable Size-Selective Catalysts, ACS Macro Lett., 2019.
DOI:10.1021/acsmacrolett.9b00490
https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.9b00490
10. ACS Nano: 導(dǎo)電高分子PPy包覆多孔微米硅作為高性能電極材料
硅具有低成本、高比容量等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常有潛力的電極材料，但是較差的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、復(fù)雜的制備工藝限制了其在能源領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。具有納米多孔結(jié)構(gòu)的硅雖然一定程度上緩解了體積膨脹問(wèn)題，但極化效應(yīng)以及固體電解質(zhì)界面膜的生長(zhǎng)導(dǎo)致循環(huán)性能較差。
最近，威斯康星大學(xué)密爾沃基分校的?？〗芙淌?/strong>課題組以鋁硅合金為前驅(qū)體，通過(guò)溶膠-凝膠法和酸刻蝕法制備了具有球籠結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電高分子PPy包覆的多孔微米硅材料，PPy包覆層的厚度小于5nm，但有效提高了材料的導(dǎo)電性，球籠結(jié)構(gòu)可以有效緩解體積膨脹問(wèn)題。電化學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該電極材料的首圈庫(kù)倫效率為78.2 %，電荷轉(zhuǎn)移電阻僅為50 ohm左右，在高達(dá)4.4mg/cm2的高負(fù)載量下，其首圈比容量為1941 mAh/g(0.2C)，循環(huán)400次之后，其比容量為1660mAh/g，庫(kù)倫效率高達(dá)99.4%，表明該P(yáng)Py包覆的多孔微米硅材料作為電極具有巨大的商應(yīng)用潛力。
Yingying Lv, MingweiShang, Xi Chen, Parisa Shabani Nezhad, Junjie Niu*. Largely ImprovedBattery Performance Using a Microsized Silicon Skeleton Caged by Polypyrrole asAnode. c, 2019
DOI:10.1021/acsnano.9b06301
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06301
