1. AM：精確壓印構(gòu)筑納米印花木頭
木材是一種無處不在的材料，廣泛應(yīng)用于人類社會，其自然功能豐富，擁有縱向排列的直徑大約為50 - 1000μm的孔結(jié)構(gòu)。然而，想要通過廉價、室溫、低壓的方法大量在木材表面制備具有高分辨率、穩(wěn)定性好的微觀圖案依然是一個巨大的挑戰(zhàn)。近日，木頭大王胡良兵和南京大學(xué)祝名偉教授團隊合作通過脫木質(zhì)素工藝將纖維素纖維骨料從木質(zhì)素的束縛中釋放出來，然后在潮濕條件下進行表面壓印，并在干燥條件下固定設(shè)計的構(gòu)型，從而實現(xiàn)精確的表面壓印，在木材表面構(gòu)筑從40 nm到50μm尺寸的精密圖案。
利用印痕技術(shù)在木材表面成功地展示了各種精密結(jié)構(gòu)，包括點陣列、線、三角形特征和其他復(fù)雜的圖案。甚至可以在微米級的半邊球表面獲得具有納米線的多尺度結(jié)構(gòu)。他們使用表面-印跡木材作為微透鏡陣列(MLA)，顯示出優(yōu)越的成像能力和熱穩(wěn)定性，即使在高達150℃的高溫下，與傳統(tǒng)聚苯乙烯MLA相比具有更加優(yōu)異的性能。這種精密的木刻技術(shù)為環(huán)保設(shè)備和光學(xué)、生物、電子等領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的可能性。
Dafang Huang, Jiayang Wu, Chaoji Chen, Xinxin Fu,Alexandra H. Brozena, Yan Zhang, Ping Gu, Chen Li, Changsheng Yuan, HaixiongGe, Minghui Lu, Mingwei Zhu, Liangbing Hu, Yanfeng Chen. Precision ImprintedNanostructural Wood. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201903270
https://doi.org/10.1002/adma.201903270
2. AM綜述：用于CO2捕獲和轉(zhuǎn)化的納米碳氮化物
氮化碳（CN）是僅由碳（C）和氮（N）組成的2D材料，其通過強共價鍵連接，因其出色的光電子性能以及優(yōu)良的理化特性包括合適的帶隙，可調(diào)節(jié)的能帶位置，量身定制的表面功能，低成本，無金屬的性質(zhì)以及高的熱，化學(xué)和機械穩(wěn)定性等已被用作無金屬和可見光光催化劑。與傳統(tǒng)的金屬基無機光催化劑相比，基于CN的材料具有很多優(yōu)勢，包括易于合成和加工，易于的功能化、摻雜、表面修飾，低成本，具有可持續(xù)性和可回收性，不會因光腐蝕而浸出有毒金屬。氮化碳及其雜化材料已成為利用可持續(xù)和間歇性的陽光和電力通過異相光（電）催化，捕獲CO2并將其還原為清潔和綠色的低碳燃料和有價值的化學(xué)原料的有吸引力的候選者。
近日，紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)Ajayan Vinu等總結(jié)了該領(lǐng)域的最新研究成果，包括發(fā)展新型功能化納米結(jié)構(gòu)CNs及其雜化異質(zhì)結(jié)構(gòu)，以提高光催化，電催化，光電催化CO2還原過程的效率。該領(lǐng)域的研究主要集中在納米結(jié)構(gòu)化和功能化的CN基的雜化異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的合成方面。更重要的是，最近涌現(xiàn)出了關(guān)于探索其應(yīng)用前景機制的研究，包括在還原過程中吸收光的材料的行為，電荷分離以及CO2傳輸?shù)耐緩健?/span>
SidduluNaidu Talapaneni, and Ajayan Vinu*, et al. Nanostructured Carbon Nitrides forCO2 Capture and Conversion. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201904635
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904635
3. AM: 高效穩(wěn)定0D / 3D異質(zhì)結(jié)構(gòu)全無機鈣鈦礦太陽能電池
盡管有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池（PVSC）在器件效率方面取得了顯著的提高，但其長期穩(wěn)定性仍是商業(yè)化的主要問題。為解決此問題，大量的研究工作致力于通過使用基于銫（Cs）的鈣鈦礦材料（例如α-CsPbI3）來開發(fā)全無機PVSC。但是，黑相CsPbI3（立方α-CsPbI3和斜方晶系γ-CsPbI3相）在室溫下不穩(wěn)定，并且傾向于轉(zhuǎn)變?yōu)榉氢}鈦礦δ-CsPbI3相。
近日，香港城市大學(xué)Alex K.‐Y. Jen、Zonglong Zhu、He Yan通過一種簡單而有效的方法來制備穩(wěn)定的黑相CsPbI3，即調(diào)整CsI和PbI之間的前驅(qū)體的化學(xué)計量形成包含0D Cs4PbI6和γ-CsPbI3的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的全無機PVSC，具有16.39％的高功率轉(zhuǎn)換效率。這項工作為開發(fā)高性能和穩(wěn)定的全無機PVSC提供了新的思路。
Bai, F. Jen, A. K.‐Y. Zhu, Z. Yan, Z. et al. A 0D/3DHeterostructured All-Inorganic Halide Perovskite Solar Cell with HighPerformance and Enhanced Phase Stability. AM 2019.
DOI: 10.1002/adma.201904735
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201904735
4. AM: 二維第五主族二元材料的研究現(xiàn)狀和未來前景
二維磷烯、二維砷烯、二維銻烯、二維鉍烯作為一類二維單質(zhì)材料，以其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電子性能引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，而將單質(zhì)晶體調(diào)整為雙元素晶體能夠保持其獨特結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，調(diào)節(jié)其性能，并進一步擴展其多功能應(yīng)用。
近日，南京理工大學(xué)的曾海波教授課題組和深圳大學(xué)的張晗教授課題組合作綜述了二維第五主族二元材料研究現(xiàn)狀和未來前景，介紹了它們的各種有趣的電子性質(zhì)，包括能帶結(jié)構(gòu)、載流子遷移率、拉什巴效應(yīng)和拓撲狀態(tài)，重點說明了它們在制備方法和潛在應(yīng)用方面的進展，最后詳細介紹了二維第五主族二元材料未來發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)。
Shiying Guo, Yupeng Zhang,Yanqi Ge, Shengli Zhang, Haibo Zeng, Han Zhang. 2D V-V Binary Materials: Statusand Challenges. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201902352
https://doi.org/10.1002/adma.201902352
5. AM: 金屬離子誘導(dǎo)Ti3C2Tx二維MXene快速凝膠化
凝膠化是實現(xiàn)納米材料自組裝成不同宏觀結(jié)構(gòu)的有效途徑，在典型應(yīng)用中，氧化石墨烯(GO)凝膠化可合成多種具有不同應(yīng)用的石墨烯基碳材料。然而，另一種與氧化石墨烯表面化學(xué)性質(zhì)不同的重要2D材料MXenes的凝膠化很難實現(xiàn)。
鑒于此，天津大學(xué)的楊全紅教授、清華大學(xué)的呂偉副研究員課題組合作利用Fe2+離子促進二維MXenes材料Ti3C2Tx分散液快速凝膠化，這是因為Fe2+與MXene表面上的-OH羥基團之間具有強相互作用，可以破壞MXene二維納米片之間的靜電排斥力，作為交聯(lián)劑將MXene二維納米片連接在一起，制備得到與氧化石墨烯凝膠類似的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的MXene水凝膠，從而提高其表面利用率，用作超級電容器電極時表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能。該工作對于其他二維納米材料制備成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水凝膠具有重要的借鑒意義。
YaqianDeng, Tongxin Shang, Zhitan Wu, Ying Tao, Chong Luo, Jiachen Liang, DaliangHan, Ruiyang Lyu, Changsheng Qi, Wei Lv*, Feiyu Kang, Quan-Hong Yang*.Fast Gelation of Ti3C2Tx MXene Initiated by Metal Ions.Advanced Materials, 2019.
DOI:10.1002/adma.201902432
https://doi.org/10.1002/adma.201902432
6. AM綜述：鐵死亡用于癌癥治療的研究進展
鐵死亡是一種新發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)細胞死亡的形式，它與細胞的新陳代謝、氧化還原狀態(tài)以及人類健康密切相關(guān)。已有的研究表明，觸發(fā)誘導(dǎo)鐵死亡在治療癌癥特別是治療對傳統(tǒng)療法有耐藥性的惡性腫瘤時具有很好的效果。近年來，人們也做了大量的工作來設(shè)計和開發(fā)基于鐵死亡效應(yīng)的抗癌藥物。
香港城市大學(xué)楊夢蘇教授和南京工業(yè)大學(xué)董曉臣教授合作對用于誘導(dǎo)鐵死亡的試劑進行了綜述介紹；首先說明了鐵死亡的機制基礎(chǔ)并強調(diào)了通過觸發(fā)鐵死亡治療癌癥的可行性和特點；隨后綜述了近年來關(guān)于誘導(dǎo)鐵死亡的試劑(包括小分子和納米材料)的設(shè)計、作用機制和抗癌應(yīng)用等方面的研究進展；最后重點介紹了近年來國內(nèi)外研究人員對對誘導(dǎo)鐵死亡的試劑的一些思考以及該新興領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展方向。
ChenLiang, Mengsu Yang, Xiaochen Dong. et al. Recent Progress in FerroptosisInducers for Cancer Therapy. Advanced Materials. 2019
DOI:10.1002/adma.201904197
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904197
7. AM: 界面殘余應(yīng)力釋放改善鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性
為了提高有機-無機鹵化物鈣鈦礦混合太陽能電池的光伏性能（效率和穩(wěn)定性），北京理工大學(xué)陳棋團隊針對多晶薄膜中的殘余應(yīng)力（和應(yīng)變）對鈣鈦礦晶格畸變進行了研究。
結(jié)果表明，殘余應(yīng)力集中在薄膜表面，而通過A位陽離子合金化來釋放該界面應(yīng)力是一種有效的辦法。這導(dǎo)致多晶薄膜表面的晶格重構(gòu)，進而導(dǎo)致低彈性模量。因此，在鈣鈦礦吸收層和載流子傳輸層之間的界面內(nèi)構(gòu)造了“骨關(guān)節(jié)”構(gòu)型，從而大大提高了器件性能。功率轉(zhuǎn)換效率為21.48％，具有良好的濕度穩(wěn)定性和改進的抗熱循環(huán)性。
Wang, H. Chen, Q. et al. Interfacial Residual Stress Relaxation inPerovskite Solar Cells with Improved Stability. AM 2019.
DOI:10.1002/adma.201904408
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904408
8. AM: 含偶氮苯的光致變形液晶聚合物和柔性致動器的綜述
光致變形液晶聚合物(LCPs)在過去的幾十年里引起了極大的興趣，其中光作為一種刺激，可以遠程控制多種材料的形變。復(fù)旦大學(xué)的俞燕蕾課題組綜述了近年來國內(nèi)外在光致變形材料方面的研究進展，包括光致變形材料的基本驅(qū)動機理、各種變形模式、最新設(shè)計的分子結(jié)構(gòu)以及加工工藝的改進。
特別關(guān)注了具有新穎分子結(jié)構(gòu)的LCPs，并介紹了柔性制動器在光作用下的彎曲、扭轉(zhuǎn)、滾動等多種變形模式，重點介紹了柔性制動器的光誘導(dǎo)仿生功能。該文對其在能源收集，自清潔表面，傳感器，和光控微流體等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用進行了說明，并且對現(xiàn)有的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展方向進行了深刻的討論。
Xinlei Pang, Jiu‐an Lv, ChongyuZhu, Lang Qin, Yanlei Yu. Photodeformable Azobenzene‐Containing Liquid Crystal Polymers and Soft Actuators. AdvancedMaterials. 2019
DOI:10.1002/adma.201904224
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201904224
9. AM綜述: 語音識別的柔性壓電聲學(xué)傳感器和機器學(xué)習(xí)
柔性壓電聲學(xué)傳感器可以對多種聲音信號產(chǎn)生高靈敏響應(yīng)，基于先進聲學(xué)傳感器和優(yōu)化的機器學(xué)習(xí)軟件的語音識別將為人工智能(AI)服務(wù)提供一個新的接口。智能傳感器和語音算法之間的協(xié)作有望實現(xiàn)一個超連接的社會，可以提供個性化服務(wù)，如生物認證、人工智能秘書和家用電器。
韓國高等科學(xué)技術(shù)學(xué)院Keon Jae Lee團隊從柔性壓電材料、自供電傳感器、機器學(xué)習(xí)算法和發(fā)音人識別等方面綜述了語音識別的代表性進展。
YoungHoon Jung, Seong Kwang Hong, Hee Seung Wang, Jae Hyun Han, Trung Xuan Pham,Hyunsin Park, Junyeong Kim, Sunghun Kang, Chang D. Yoo, Keon JaeLee. Flexible Piezoelectric Acoustic Sensors and Machine Learning forSpeech Processing. Advanced Materials. 2019
DOI:10.1002/adma.201904020
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201904020
10. AM：仿生納米硅-膠原支架用于原位骨再生：邁向無細胞一步手術(shù)
目前用于骨組織工程(BTE)的nSC復(fù)合材料的制備方法在復(fù)制天然骨的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和生物活性的同時，實現(xiàn)表面功能化均一化方面的能力仍有限，限制了這些納米復(fù)合材料在原位骨再生中的應(yīng)用。在此，中國科學(xué)院化學(xué)研究所王星研究團隊聯(lián)合北京大學(xué)第三醫(yī)學(xué)余家闊報道了一種強大的生物硅化策略，使多孔膠原蛋白支架具有均勻穩(wěn)定的骨誘導(dǎo)表面。合成的nSC復(fù)合材料具有天然的骨狀多孔結(jié)構(gòu)和納米硅涂層。nSC支架的骨誘導(dǎo)活性與硅涂層的表面粗糙度和硅含量密切相關(guān)。
值得注意的是，在不使用外源性細胞和生長因子(GFs)的情況下，nSC支架成功地修復(fù)了兔模型中關(guān)鍵的顱骨缺損。結(jié)果表明，nSC支架所提供的異質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)信號可協(xié)同激活與間充質(zhì)干細胞募集和骨再生相關(guān)的多種信號通路。因此，這種簡單的表面生物硅化方法在生產(chǎn)大尺寸、復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)和不同骨誘導(dǎo)活性的BTE支架方面是有價值的。納米硅功能化支架可通過無細胞/GF、一步原位骨再生手術(shù)植入，因此在治療大面積骨缺損方面具有巨大的臨床轉(zhuǎn)化潛力。
Shao‐Jie Wang, Dong Jiang, Zheng‐Zheng Zhang, etal. Biomimetic Nanosilica–Collagen Scaffolds for InSitu Bone Regeneration: Toward a Cell‐Free, One‐Step Surgery. Adv. Mater. 2019.
https://doi.org/10.1002/adma.201904341
11. AM: 13％! 環(huán)保型量子點敏化太陽能電池最新認證效率記錄
通常，高光收集效率，電子注入效率和電荷收集效率是高效量子點敏化太陽能電池（QDSC）的先決條件。但是，單個QD敏化劑很難同時滿足這三個要求。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)XinhuaZhong聯(lián)合香港城市大學(xué)Zonglong Zhu、AlexK.-Y. Jen通過采用具有級聯(lián)能量結(jié)構(gòu)的環(huán)保型Zn-Cu-In-Se和Zn-Cu-In-S雙重QD敏化劑，可以通過共敏化策略很好地平衡這些參數(shù)。
實驗結(jié)果表明：i）雙重量子點的組合可以提高電池的光收集能力，特別是在可見光范圍；ii）受益于所采用的兩種QD敏化劑的級聯(lián)能量結(jié)構(gòu)，共敏化方法可以促進電子注入；iii）由于提高了TiO2的QD覆蓋率，抑制了電荷復(fù)合過程，可以顯著提高電荷收集效率。因此，這種共敏化策略在AM 1.5G 1太陽照射下為液接面QDSC提供了12.98％的新認證效率記錄。而且，所構(gòu)建的電池在高濕度環(huán)境下表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。
Pan, Z. Zhong, X. Zhu, Z. Jen,A. K.-Y. et al. Boosting the Performance of Environmentally Friendly QuantumDot-Sensitized Solar Cells over 13% Efficiency by Dual Sensitizers with CascadeEnergy Structure. AM 2019.
DOI: 10.1002/adma.201903696
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201903696
12. AM：雜原子介導(dǎo)的Ru單原子與MXene載體之間的相互作用用于高效產(chǎn)氫
單原子催化劑（SACs）是近年來的研究熱點。近日，阿卜杜拉國王科技大學(xué)Jr-Hau He，Husam N. Alshareef等，將碳化鈦（Ti3C2Tx）MXene用作負載氮（N）和硫（S）配位的Ru單原子（RuSA）催化劑的固體載體，所得催化劑具有高的析氫反應(yīng)（HER）活性。X射線吸收精細結(jié)構(gòu)光譜和球差校正掃描透射電子顯微鏡研究表明，Ru在Ti3C2Tx MXene載體上是原子級分散的，且RuSA與Ti3C2Tx MXene上的N和S物種配位。
所得的RuSA‐N‐S‐Ti3C2Tx催化劑實現(xiàn)10 mA cm-2的電流密度，過電勢僅76 mV。此外，將RuSA‐N‐S‐Ti3C2Tx催化劑集成到n+np+-Si光電陰極上可以實現(xiàn)高效光電化學(xué)產(chǎn)氫，其光電流密度極可達37.6 mA cm-2，高于報道的貴金屬Pt和其它貴金屬催化劑與硅光電陰極耦合。DFT計算表明，RuSA與Ti3C2Tx MXene載體上的N和S位點配位是高HER活性的起源。
VinothRamalingam, Husam N. Alshareef,* Jr-Hau He*, et al. Heteroatom‐Mediated Interactionsbetween Ruthenium Single Atoms and an MXene Support for Efficient HydrogenEvolution. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201903841
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201903841
13. AM：釋放N-CNTs限制的高度分散的Co-Nx位點用于喹啉的選擇性加氫
喹啉及其衍生物的選擇性加氫是生產(chǎn)具有廣泛應(yīng)用的1,2,3,4-四氫喹啉的重要方法。近日，中科院固體物理所Huijun Zhao，Haimin Zhang，中科大Yue Lin等報道了一種簡便有效的“液體激光輻照”技術(shù)，該技術(shù)可釋放出限制在N摻雜碳納米管內(nèi)部的高度分散的Co-Nx活性位。
釋放出的Co-Nx位點具有催化喹啉及其羥基，甲基和鹵素取代的衍生物選擇性加氫成相應(yīng)的1,2,3,4-四氫喹啉的活性，轉(zhuǎn)化率和選擇性幾乎達到100％。該激光輻照處理方法有望廣泛應(yīng)用于釋放由其它材料限制的難以接近的催化活性位的催化能力。
WanbingGong, Yue Lin,* Haimin Zhang,* Huijun Zhao*, et al. Liberating N‐CNTs Confined HighlyDispersed Co-NxSites for Selective Hydrogenation ofQuinolines. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201906051
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201906051
14. AM：柔性蜂窩狀納米孔/玻璃狀雜化物高效電催化產(chǎn)氫
堿性介質(zhì)中的析氫反應(yīng)（HER）迫切需要同時具有出色活性，靈活的無支撐能力和低成本的電催化劑。近日，北京科技大學(xué)Zhaoping Lu，Xiongjun Liu，香港理工大學(xué)K. C. Chan等報道了一種通過脫合金金屬玻璃（MG）制成的蜂窩狀納米多孔/玻璃狀夾心結(jié)構(gòu)。該無支撐雜化材料具有出色的HER性能，在堿性介質(zhì)中，達到在10 mA cm-2的電流密度，過電勢僅37 mV，Tafel斜率為30 mVdec-1，優(yōu)于商用Pt/C。
作者通過將3at％的Pt合金化成MG前體，在脫合金的MG表面上形成了蜂窩狀Pt75Ni25固溶體納米多孔結(jié)構(gòu)，其具有豐富的活性位點和大的有效HER接觸面積。同時，通過用較小的Ni原子代替Pt晶格位點也引入了表面壓縮晶格應(yīng)變效應(yīng)，可以有效降低氫的吸附能，從而改善析氫。此外，延展性MG基質(zhì)所具有的出色穩(wěn)定性和柔韌性也使該混合材料適用于實際的電極應(yīng)用。該工作不僅提供了可靠的策略來開發(fā)低成本，低Pt使用率的多組分高效HER催化劑，而且為理解合金化對催化效果的影響提供了啟示。
RuiLi, Xiongjun Liu,* K. C. Chan,* Zhaoping Lu *, et al. Flexible HoneycombedNanoporous/Glassy Hybrid for Efficient Electrocatalytic HydrogenGeneration. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201904989
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904989
