1. Nat. Biotech.：NIR IIb區(qū)稀土納米顆粒用于體內(nèi)分子成像和免疫治療
NIRIIb區(qū) (NIR-IIb) (1500-1700 nm)激光對(duì)于實(shí)現(xiàn)哺乳動(dòng)物的深組織光學(xué)成像來(lái)說(shuō)是理想的選擇，但目前還缺乏高效和生物相容性較好的探針。斯坦福大學(xué)戴宏杰教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種具有良好生物相容性的立方相(α-phase) 鉺基稀土納米顆粒(ErNPs)，它具有高效的下轉(zhuǎn)換發(fā)光性能，可用于對(duì)癌癥免疫治療的小鼠進(jìn)行動(dòng)態(tài)成像。
實(shí)驗(yàn)使用連有抗PD-L1抗體交聯(lián)親水聚合物層功能化的ErNPs對(duì)結(jié)腸癌小鼠的PD-L1進(jìn)行分子成像，發(fā)現(xiàn)腫瘤與正常組織的信號(hào)比約為40。對(duì)PD-L1和CD8的體內(nèi)NIR-IIb分子成像實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)免疫治療后的腫瘤微環(huán)境會(huì)存在細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，并且免疫激活后的腫瘤和脾臟中的CD8信號(hào)也會(huì)發(fā)生改變。
YetengZhong, Hongjie Dai. et al. In vivo molecular imaging for immunotherapy usingultra-bright near-infrared-IIb rare-earth nanoparticles. Nature Biotechnology. 2019
https://www.nature.com/articles/s41587-019-0262-4
2. Chem. Rev.：納米粒子催化中的表面和界面控制
非均相催化劑的表面和界面對(duì)其性能至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兺ǔ１徽J(rèn)為是催化反應(yīng)的活性中心。隨著納米科學(xué)的發(fā)展，調(diào)節(jié)納米結(jié)構(gòu)的表面和界面的能力為開(kāi)發(fā)和優(yōu)化多相催化劑提供了一種通用的方法。近日，加州大學(xué)伯克利分校楊培東等總結(jié)了氧還原反應(yīng)（ORR），電化學(xué)CO2還原反應(yīng)（CO2RR）和串聯(lián)催化納米顆粒催化劑的表面和界面控制。
在第一部分中，作者從ORR在納米級(jí)表面上的活性開(kāi)始，然后集中介紹了優(yōu)化Pt基催化劑性能的方法，包括合金化，核殼結(jié)構(gòu)和高表面積開(kāi)放結(jié)構(gòu)。對(duì)于CO2RR，其催化劑的表面組成起主要作用，作者介紹了其反應(yīng)基礎(chǔ)和不同納米金屬催化劑的性能。對(duì)于串聯(lián)催化，其單個(gè)納米結(jié)構(gòu)中的相鄰催化界面催化順序反應(yīng)，作者描述了其概念和原理，催化劑合成方法以及在不同反應(yīng)中的應(yīng)用。
ChenluXie, Zhiqiang Niu, Dohyung Kim, Mufan Li, Peidong Yang*, et al. Surface and Interface Controlin Nanoparticle Catalysis. Chem. Rev., 2019
DOI:10.1021/acs.chemrev.9b00220
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemrev.9b00220
3. Chem. Rev.: 碳載體催化劑中載體效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展
載體通過(guò)將自身定位為大分子配體，在負(fù)載型金屬催化劑中起著重要的作用，它決定了活性位點(diǎn)的性質(zhì)，間接地但有時(shí)也直接地促進(jìn)了反應(yīng)活性。金屬物種如納米粒子、團(tuán)簇或單個(gè)原子可以沉積在碳材料上，用于各種催化反應(yīng)。所有用作催化劑載體的碳材料構(gòu)成了一個(gè)大家族的化合物，這些化合物可以在結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)層面上發(fā)生變化。今天，良好的合成方法、先進(jìn)的表征技術(shù)和建模工具的最新發(fā)展使人們能夠在分子水平上構(gòu)建金屬/載體/反應(yīng)物之間的關(guān)系。
近日，圖盧茲大學(xué)Iann C. Gerber教授和Philippe Serp教授合作綜述了碳載體催化劑中載體效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展，從理論和實(shí)驗(yàn)研究?jī)煞矫娣治隽巳绾我约盀槭裁磳⒔饘偌{米顆粒、團(tuán)簇或單原子錨定在碳材料上用于催化，探討了碳載體表面有哪些位置可以用來(lái)錨定活性相，描述了一些重要的催化作用中炭載體發(fā)揮的作用，如金屬載體相互作用，限制溢出，和表面官能團(tuán)效應(yīng)，評(píng)論了在熱催化、電催化或光催化等多種反應(yīng)中得到的催化結(jié)果。
IannC. Gerber, Philippe Serp. A Theory/Experience Description of Support Effects inCarbon-Supported Catalysts. Chemical Reviews, 2019.
DOI:10.1021/acs.chemrev.9b00209
https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00209
4. Joule: 16.74％創(chuàng)紀(jì)錄效率！高效有機(jī)太陽(yáng)能電池
中南大學(xué)鄒應(yīng)萍和香港科技大學(xué)顏河團(tuán)隊(duì)報(bào)告了名為Y6的高效（15.7％）小分子受體（SMA）之后，有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。設(shè)計(jì)并合成了具有與Y6相同的芳族主鏈但具有不同烷基鏈的SMA系列，以研究烷基鏈對(duì)SMA的性能和性能的影響。
首先，研究表明在Y6的吡咯基序的氮原子上使用支鏈烷基鏈?zhǔn)怯幸娴摹Ａ硗猓榛湹闹Щ恢靡矊?duì)材料和器件性能有重要影響。具有第三位支鏈烷基鏈的SMA（命名為N3）表現(xiàn)出最佳的溶解度以及電子和形態(tài)學(xué)特性，因此產(chǎn)生了最佳性能。使用三元策略對(duì)器件進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了16.74％的高效率（以及16.42％的認(rèn)證效率），這是目前有報(bào)道的最高國(guó)際認(rèn)證單節(jié)光伏能量轉(zhuǎn)換效率。
AlkylChain Tuning of Small Molecule Acceptors for Efficient Organic Solar Cells,Joule
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119304702
5. AM: 混合鹵化鉛量子點(diǎn)鈍化
紅外吸收的膠體量子點(diǎn)（IR CQD）是串聯(lián)太陽(yáng)能電池中用于增強(qiáng)鈣鈦礦和cSi光伏（PV）的材料。當(dāng)今最好的IR CQD太陽(yáng)能電池依賴(lài)于使用基于碘化鉛的鈍化策略。但是，這些不能鈍化IR CQD的整個(gè)表面。氯化鉛鈍化的CQD顯示出更好的鈍化，但電荷傳輸更差。溴化鉛鈍化的CQD具有更高的電荷遷移率，但鈍化性更差。
近日，多倫多大學(xué)Edward H. Sargent研究團(tuán)隊(duì)引入了混合鹵化鉛（MPbX）配體交換，可實(shí)現(xiàn)徹底的表面鈍化而不會(huì)影響傳輸。MPbX–PbS CQD的性能超過(guò)了單個(gè)鹵化鉛PbS CQD的最佳功能：它們顯示出更高的鈍化度（斯托克斯位移為43±5 meV vs 44±4 meV）以及更高的電荷傳輸（4×10-2±3 ×10‐3 cm2 V‐1 s-1與3×10‐2±3×10‐3 cm2 V‐1 s-1的遷移率）。這可轉(zhuǎn)化為具有創(chuàng)紀(jì)錄的IR開(kāi)路電壓（I0.46±0.01 V），同時(shí)具有81±1％的外部量子效率。相比對(duì)照組，它們?cè)贗R光子（> 1.1 μm）的功率轉(zhuǎn)換效率方面提高了1.7倍。
Fan, J. Z. Sargent, E. H. etal. Mixed Lead Halide Passivation of Quantum Dots. AM 2019.
DOI: 10.1002/adma.201904304
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904304
6. AM: 基于III氮化物半導(dǎo)體的混合光發(fā)射器和日盲紫外雪崩光電二極管
在過(guò)去的二十年中，基于III族氮化物半導(dǎo)體的光電子器件領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著進(jìn)步。就可見(jiàn)光-紫外光譜范圍內(nèi)的光子學(xué)應(yīng)用而言，III族氮化物是最有前途的材料之一。例如，新興的基于氮化鎵（GaN）的微發(fā)光二極管（LED）技術(shù)可用于高分辨率顯示，而UV光檢測(cè)則可用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，健康和醫(yī)療應(yīng)用。
近日，南京大學(xué)Bin Liu研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)光刻和納米壓印圖案技術(shù)將II–VI量子點(diǎn)集成在一起的微型/納米混合LED，實(shí)現(xiàn)了高性能的紅色/綠色/藍(lán)色和白色發(fā)射。因此，等離子納米激光器是使用金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造的，其中強(qiáng)的表面等離子極化耦合可從可見(jiàn)光到紫外可調(diào)光譜范圍的低激發(fā)閾值的情況下產(chǎn)生有效的激光。此外，該團(tuán)隊(duì)還通過(guò)偏振工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高性能具有單獨(dú)吸收和倍增結(jié)構(gòu)的AlGaN UV日盲雪崩光電二極管（APD）。這些APD可提供高達(dá)1.6×105的創(chuàng)紀(jì)錄的高雪崩增益。納米/微型LED，納米激光和APD的這些最新進(jìn)展可以揭示III型氮化物在前沿應(yīng)用中的新興功能。
Liu, B. et al. Hybrid LightEmitters and UV Solar‐Blind Avalanche Photodiodes based on III‐Nitride Semiconductors. AM2019.
DOI: 10.1002/adma.201904354
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904354
7. AFM：CP NCs用于原位自生磁共振成像引導(dǎo)的光熱增強(qiáng)化療協(xié)同治療抗深部腫瘤
鐵基芬頓試劑可在腫瘤微環(huán)境(TME)中產(chǎn)生高活性、高毒性的羥基自由基(·OH)，用于高特異性的化療(CDT)。但高效芬頓反應(yīng)條件苛刻(pH值較低：3-4)，限制了其在臨床的實(shí)際應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)更適合TME的新型CDT藥物具有重要的意義和挑戰(zhàn)性。在此，長(zhǎng)春應(yīng)化所張洪杰院士研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)制備了一種高效的銅(I)基CDT試劑，即磷化銅(I)納米晶(CP NCs)，它比鐵基試劑更適應(yīng)TME的pH，可產(chǎn)生更多的·OH來(lái)觸發(fā)癌細(xì)胞的凋亡。
此外，TME中過(guò)量的谷胱甘肽(GSH)可還原類(lèi)Fenton反應(yīng)中Cu(I)生成的Cu(II)，從而進(jìn)一步提高·OH的生成速率，減弱腫瘤的抗氧化能力。加之CP NCs在NIR II區(qū)有很強(qiáng)的吸收，表現(xiàn)出良好的光熱轉(zhuǎn)換效果，可進(jìn)一步改善Fenton反應(yīng)。更重要的是，由于TME中過(guò)量的H2O2生成的順磁性Cu(II)，CP NCs可以作為原位自生磁共振成像(MRI)劑。這些特性都為銅基材料在自生成像引導(dǎo)協(xié)同治療的臨床應(yīng)用中開(kāi)辟新的道路。
YangLiu, Yang Yang, Hongjie Zhang, et al. Copper(I) Phosphide Nanocrystals for InSitu Self‐GenerationMagnetic Resonance Imaging‐Guided Photothermal‐Enhanced Chemodynamic Synergetic Therapy Resisting Deep‐Seated Tumor. Adv. Funct. Mater., 2019.
https://doi.org/10.1002/adfm.201904678
8. ESM: 多功能共價(jià)有機(jī)框架助力高容量無(wú)枝晶鋰金屬電池
金屬鋰憑借其最高理論比容量和最低氧化還原電勢(shì)而被視為新一代二次電池中最具前景的負(fù)極材料。然而，有限的鋰?yán)寐屎蛧?yán)重的枝晶生長(zhǎng)限制了鋰金屬電池的實(shí)際應(yīng)用。在本文中，電子科技大學(xué)和西南大學(xué)的Yijin Kang團(tuán)隊(duì)將共價(jià)有機(jī)框架COF-LZU1引入到金屬鋰負(fù)極與隔膜之間作為保護(hù)層。
由于TFSI-陰離子與COF-LZU1內(nèi)部的醛基之間存在著強(qiáng)相互作用，陰離子被固定在其內(nèi)部孔道中，從而消除了空間電荷效應(yīng)并抑制了枝晶生長(zhǎng)。此外，這種COF-LZU1具有較好的親鋰特性和電解液浸潤(rùn)性從而使鋰離子流均勻分布并確保了較低的電壓極化。采用這種保護(hù)層的無(wú)枝晶負(fù)極能夠在Li-Cu電池中實(shí)現(xiàn)99%的鋰?yán)寐剩贚i-Li對(duì)稱(chēng)電池中也能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò)2000小時(shí)的循環(huán)壽命。
YingXu, Yijin Kang et al, Multifunctional Covalent Organic Frameworks for HighCapacity and Dendrite-free Lithium Metal Batteries, Energy StorageMaterials,2019
DOI: 10.1016/j.ensm.2019.10.005
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719310013?dgcid=rss_sd_all#!
9. Nano Letters: 電解液柵效應(yīng)對(duì)單分子層MoS2的HER性能具有重要作用
根據(jù)密度泛函理論，單分子層MoS2對(duì)析氫反應(yīng)的電催化活性接近鉑。然而，它的實(shí)際活性要低得多，這被廣泛認(rèn)為是由于單分子層MoS2和它的電接觸之間形成的較大的肖特基屏障。為了更好地了解接觸電阻在限制單分子層MoS2對(duì)HER電催化劑性的影響，近日哥倫比亞大學(xué)的James Hone和Daniel V. Esposito合作，采用可以在電化學(xué)測(cè)試期間同時(shí)測(cè)量接觸電阻和對(duì)HER電催化活性的測(cè)試平臺(tái)，研究發(fā)現(xiàn)，即使初始器件在空氣中的接觸電阻非常低，在0.5M的H2SO4電解液中，其產(chǎn)生了極高的接觸電阻，這是因?yàn)镠2SO4是一種強(qiáng)的p型摻雜劑，可以耗盡MoS2中的自由電子。
然而，在施加負(fù)電位的情況下，這種摻雜可以通過(guò)一種強(qiáng)烈的電解液調(diào)節(jié)的柵效應(yīng)來(lái)緩解，這種柵效應(yīng)可以通過(guò)適當(dāng)配置單分子層MoS2電催化劑從而降低接觸電阻和片電阻，可達(dá)在5個(gè)數(shù)量級(jí)以上，在這種情況下，接觸電阻變得微不足道，MoS2電極的性能受HER動(dòng)力學(xué)的限制。該工作對(duì)設(shè)計(jì)低維半導(dǎo)體電催化劑和光催化劑具有重要的借鑒意義。
XiangyeLiu, Baichang Li, Xufan Li, Avetik R. Harutyunyan, James Hone*, DanielV. Esposito*. The Critical Role of Electrolyte Gating on theHydrogen Evolution Performance of Monolayer MoS2. Nano Letters,2019.
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b03337
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b03337
