1. JACS：MOF轉變產生的Bi單原子催化劑高效電催化還原CO2
電催化CO2還原反應（CO2RR）是促進碳平衡和應對全球氣候變化的一種有希望的策略。但是，CO2還原技術的廣泛應用取決于選擇性和高效催化CO2還原的電催化系統。近日，北京理工大學Jiatao Zhang，Hongpan Rong，清華大學李亞棟，王定勝等合作在通過對鉍基金屬有機框架（Bi-MOF）和雙氰胺（DCD）進行熱分解得到了多孔碳網上具有Bi-N4位點的催化劑用于CO2RR。
有趣的是，原位環境透射電子顯微鏡分析表明，Bi-MOF先熱分解還原為Bi納米顆粒（NPs），隨后Bi NPs在DCD分解釋放的NH3輔助下再原子化。該催化劑在0.39 V（vs RHE）的低過電位下電催化CO2還原得到CO具有高的法拉第效率（FECO高達97％）和高的TOF（5535 h-1）。進一步實驗和DFT計算結果表明，單原子Bi-N4位點同時是CO2活化和快速形成具有低自由能壘的關鍵中間COOH*的主要活性中心。
ErhuanZhang, Tao Wang, Ke Yu, Hongpan Rong,* Dingsheng Wang,* Jiatao Zhang,* YadongLi*, et al. Bismuth Single Atoms Resulting from Transformation ofMetal-Organic Frameworks and Their Use as Electrocatalysts for CO2Reduction.J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b08259
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b08259
2. JACS：對神經遞質響應的納米傳感器用于T2加權磁共振成像
神經遞質敏感的磁共振成像(MRI)造影劑可以用于對動物大腦的信號動力學進行研究，但目前T1加權MRI順磁傳感器通常只能在微摩爾濃度下有效。麻省理工學院Alan Jasanoff教授團隊利用超順磁性氧化鐵納米顆粒和神經遞質類似物以及神經遞質結合蛋白相偶聯，構建了一種用于檢測神經遞質的分子結構。
該納米顆粒偶聯物之間的相互作用會使其團聚，這種聚合在神經遞質分析物的存在下會被可逆地破壞，從而改變T2加權MRI信號。實驗利用多巴胺和血清素類似物證明該傳感器具有高達20%的靶向選擇性弛豫變化，同時也可在低于內源性神經遞質濃度的條件下進行檢測分析。
VivianHsieh, Alan Jasanoff. et al. Neurotransmitter-Responsive Nanosensors for T2?WeightedMagnetic Resonance Imaging. Journal of the American Chemical Society.2019
DOI:10.1021/jacs.9b08744
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b08744
3. JACS：n型鉛鈦氧氟化物陽極上的太陽能驅動光電化學水氧化
混合陰離子化合物（例如，氧氮化物和氧硫化物）是可見光水氧化的光陽極的潛在候選物，但其遭受光生空穴的氧化降解，導致穩定性低的問題。近日，東京工業大學Kazuhiko Maeda等報道了一個穩定的混合陰離子水氧化光陽極，該陽極由帶隙約為2.4 eV的氟氧化物Pb2Ti2O5.4F1.2組成。
將Pb2Ti2O5.4F1.2顆粒涂覆在透明導電玻璃（FTO）載體上并進行TiO2覆蓋層的后沉積，在Pb2Ti2O5.4F1.2帶隙光激發時產生陽極光電流（λ< 520 nm）的光電流起始電位約為–0.6 V vs. NHE，與電解液的pH無關。實驗發現，即使沒有負載水氧化促進劑（例如CoOx），也可以觀察到穩定的光陽極電流，若將CoOx負載到TiO2/Pb2Ti2O5.4F1.2/FTO電極上可將陽極光響應提高2-3倍。在AM1.5G模擬陽光（100mW cm–2），施加的電勢小于1.23V的情況下，使用優化的Pb2Ti2O5.4F1.2光陽極可實現穩定的水氧化產O2，法拉第效率為93％，且在運行4小時后幾乎沒有失活的跡象。
NaokiHirayama, Kazuhiko Maeda,* et al. Solar-Driven Photoelectrochemical WaterOxidation over an n-Type Lead-Titanium Oxyfluoride Anode. J. Am. Chem. Soc.,2019
DOI: 10.1021/jacs.9b06570
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b06570
4. AM綜述：單晶石墨烯薄膜的受控生長
在材料合成過程中產生的晶界會影響材料的固有特性及其在高端應用中的潛力。這種效應經常在使用化學氣相沉積法生長的石墨烯薄膜中觀察到，因此在過去十年中引起了人們對控制無晶界石墨烯單晶生長的強烈興趣。增大石墨烯尺寸和減小石墨烯晶界密度的主要方法分為單種子法和多種子法，其中成核密度降低和成核取向對準是在成核階段實現的。
近日，北京大學劉忠范，彭海琳等總結了這兩種方法的代表性方法的詳細合成策略、相應的機理和關鍵參數，目的是提供全面的知識并概述單晶石墨烯薄膜可控生長的最新狀態。最后，討論了合成大面積單晶石墨烯薄膜的機遇與挑戰。
JincanZhang, Hailin Peng,* Zhongfan Liu*, et al. Atomic‐Precision Gold Clusters for NIR‐II Imaging. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201903266
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201903266
5. AM: 石墨烯基HER催化劑的研究進展
電解水制氫是氫能的重要來源方式之一，而設計制備高催化活性、低成本、長壽命的HER催化劑是電解水制氫廣泛應用的關鍵所在。石墨烯具有比表面積高、導電性好、電化學穩定性好等優勢，是以一種非常具有潛力的新型HER催化劑載體。
近日，河海大學的黃華杰、徐興濤團隊與澳大利亞昆士蘭大學的Yusuke Yamauchi團隊合作綜述了利用石墨烯基材料作為電解水析氫反應催化劑的研究進展，首先詳細介紹了石墨烯基催化劑的催化原理和制備策略，對比了不同制備方法合成的石墨烯基催化劑的優缺點，然后重點討論了石墨烯基催化劑的微觀形貌和電催化活性之間的構效關系，總結了調控結構和性能的關鍵所在，并對石墨烯基HER催化劑目前面臨的挑戰和未來的發展方向進行了展望。
HuajieHuang*, Minmin Yan, Cuizhen Yang, Haiyan He, Quanguo Jiang, Lu Yang,Zhiyong Lu, Ziqi Sun, Xingtao Xu*, Yoshio Bando, Yusuke Yamauchi*.Graphene Nanoarchitectonics: Recent Advances in Graphene-Based Electrocatalystsfor Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Materials,2019.
DOI:10.1002/adma.201903415
https://doi.org/10.1002/adma.201903415
6. AM: 摻雜劑聚集改善鈉離子電池層狀正極高壓循環穩定性
摻雜作為一種廣泛應用的材料體相改性方法，可以有效地改善可充電電池各種正極材料的電化學性能和結構穩定性，這通常需要摻雜劑在材料體相中均勻分布。在本文中，北京工業大學的Pengfei Yan和ManlingSui以及湖南大學的HuiqiuDeng等卻發現摻雜劑的聚集有效地提高了Mg摻雜的P2型層狀正極（Na0.67Ni0.33Mn0.67O2）的循環穩定性。
他們通過實驗表征和理論計算發現，在高壓循環過程中，隨機分布的Mg摻雜劑傾向于向Na層中聚集導致高密度摻雜聚集體的形成。有趣的是，這種富含Mg的摻雜聚集體能夠作為三維網絡支柱進一步提高材料的機械強度并抑制顆粒開裂，從而有利于循環穩定性的改善。該工作不僅加深了對摻雜演變的認識，而且為提高層狀正極材料的高壓循環性提供了一種新的概念方法。
KuanWang, Pengfei Yan, Huiqiu Deng, Manling Sui et al, Dopant Segregation BoostingHigh‐VoltageCyclability of Layered Cathode for Sodium Ion Batteries, AdvancedMaterials,2019
DOI: 10.1002/adma.201904816
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201904816?af=R
7. AM：高PLQY！白光發光的CsCu2I3鈣鈦礦單晶
在單一固體材料中，本征的白光發光（IWE）是一種有效的策略。中山大學Wei Zheng和Feng Huang團隊通過強局部一維激子復合，合成了具有穩定且高的光致發光量子產率（≈15.7％）IWE的全無機無鉛CsCu2I3鈣鈦礦單晶（SC）。
在CsCu2I3中，提供大部分電子態的Cu–I八面體在兩個方向上被Cs原子隔離以形成一維電子結構，從而導致激子的輻射復合率很高。通過這種電子結構設計，CsCu2I3 SC在節能白色照明方面具有巨大潛力。
All‐Inorganic CsCu2I3 SingleCrystal with High‐PLQY (≈15.7%)Intrinsic White‐Light Emission via Strongly Localized1D Excitonic Recombination. Adv. Mater. 2019, 1905079.
DOI: 10.1002/adma.201905079
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201905079
8. AM：近紅外光敏半導體聚合物納米材料用于抑制腫瘤轉移的聯合治療
抑制蛋白質的生物合成是一種新的腫瘤治療方法。然而，目前很少有研究報道可以在生命系統中對這一細胞事件實現無創的精確調控。新加坡南洋理工大學浦侃裔教授團隊開發了一種半導體聚合物納米材料(SPNB)，它可以被近紅外(NIR)光激活產生光動力治療(PDT)和抑制細胞內蛋白合成的協同作用，進而可以抑制腫瘤的轉移和腫瘤治療。
SPNB是由一種兩親性半導體聚合物自組裝而成，并利用可被單態氧(1O2)裂解的連接劑將其與蛋白質生物合成的阻斷劑偶聯在一起。實驗結果表明，SPNB不僅能在近紅外光照射下通過PDT產生1O2，還能利用光激活的阻斷劑去終止蛋白的翻譯。因此，SPNB能夠有效的治療腫瘤，并且這種光激活的抑制蛋白合成的策略也能精確地下調腫瘤組織中轉移相關蛋白的表達水平，最終實現對肺轉移的完全抑制。
JingchaoLi, Kanyi Pu. et al. Near-Infrared Photoactivatable Semiconducting Polymer Nanoblockaders for Metastasis-Inhibited Combination Cancer Therapy. Advanced Materials. 2019
DOI:10.1002/adma.201905091
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201905091
9. AM綜述：基于納米醫學的免疫治療用于對抗癌癥轉移
轉移是造成癌癥相關死亡的重要原因。而轉移性癌細胞在播散或集落形成后的休眠則是導致治療失敗的主要原因之一，這是因為大多數藥物都是以活躍增殖的細胞為靶點。近年來，免疫治療在腫瘤治療應用中表現出許多突出的優勢，這是由于效應細胞的活性受腫瘤細胞代謝狀態的影響較小，并且來自免疫抑制腫瘤微環境(TME)的轉移細胞也更容易被免疫清除。
由于納米材料本身或其可負載的藥物具有調節免疫系統的能力，因此利用免疫細胞參與腫瘤轉移級聯反應的納米醫學策略也受到了研究人員的廣泛關注。國家納米科學中心趙宇亮院士和中科院上海藥物研究所李亞平研究員合作對參與轉移級聯反應的免疫細胞進行了綜述介紹，并重點介紹了近年來在這一領域出現的一些具有啟發性的策略和代表性納米材料。
PengchengZhang, Yuliang Zhao, Yaping Li. et al. Nanomedicine-Based Immunotherapy for theTreatment of Cancer Metastasis. Advanced Materials. 2019
DOI:10.1002/adma.201904156
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904156
10. ACS Catal.: 單原子分散的釕基多功能電催化劑
金屬-空氣電池和燃料電池等新型能量轉換和存儲技術的廣泛開發和應用對于解決環境污染和能源短缺問題具有重要意義。利用低成本、高性能的催化劑提高其中涉及的HER、ORR、OER反應效率是研究人員關注的重點領域。
近日，吉林大學的段志遙和德克薩斯大學奧斯汀分校的管景奇課題組合作通過高溫退火法（NH3氣氛，750℃）設計制備了氮摻雜石墨烯負載單原子分散釕催化劑，極大地提高了Ru催化劑的利用率和催化活性，該催化劑在HER、ORR和OER中均表現出優異的電化學催化活性和循環穩定性。該工作為設計制備低成本、高催化活性、高循環穩定性的多功能催化劑提供了一種新的策略。
LuBai, Zhiyao Duan*, Xudong Wen, Rui Si, Qiaoqiao Zhang, Jingqi Guan*.Highly Dispersed Ruthenium-Based Multifunctional Electrocatalyst. ACS Catalysis,2019.
DOI:10.1021/acscatal.9b03514
https://doi.org/10.1021/acscatal.9b03514
