1. JACS：自下而上單膠束自組裝制備的二維介孔異質結材料展現出超高的贗電容鈉儲存性能
二維介孔異質結材料具有集成的功能，豐富的活性位點和縮短的擴散距離等特性，它在電催化，光催化和能量存儲和轉化方面展現出了優異的性能。然而，受普通化學，機械剝離或自組裝等方法的限制，分層結構和介孔結構仍未得到有效的結合。近日，趙東元院士課題組與麥立強教授課題組共同制備出一種在中性條件下，可簡易地制備單層介孔二氧化鈦——介孔碳異質結材料的自下而上的合成方法。
所合成材料的介孔孔徑大小均一，這促使了其在非液相電解液的鈉離子電池中表現出超高的倍率性和循環穩定性。這種全新的異質結材料由有序的單層介孔二氧化鈦納米片，其兩側覆蓋著單層介孔碳而組成。值得注意的是，相互連接的大孔和異質結界面的結合可使得材料的不可逆贗電容得到有效的提高（在1 mV s–1的掃描速率下可達到占總電荷存儲的96.4％電容量），并且在快速的嵌鈉和脫鈉的過程中材料保持了強大的機械穩定性。此研究揭示了將介孔結構引入到異質結結構的方法對于增強電活性材料的電荷存儲動力學是非常重要的。
KunLan, Qiulong Wei, Ruicong Wang, Yuan Xia, Shuangshuang Tan, Yanxiang Wang,Ahmed Elzatahry, Pingyun Feng, Liqiang Mai*, Dongyuan Zhao*. Two-DimensionalMesoporous Heterostructure Delivering Superior Pseudocapacitive Sodium Storagevia Bottom-Up Monomicelle Assembly. J. Am. Chem. Soc. 2019.
DOI:10.1021/jacs.9b06962
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b06962
2. JACS：AIE材料的構效關系評價及其識別和殺滅革蘭氏陽性菌的應用
細菌性傳染病特別是革蘭氏陽性菌引起的傳染病正嚴重威脅著人類的健康。香港科技大學唐本忠院士、深圳大學王東博士和王雷教授合作設計并成功開發了一系列AIE發光體材料 (AIEgens)。構效關系評價結果表明，具有正電荷和適當ClogP值的AIEgens能夠對革蘭氏陽性菌進行識別。
其中，由于一種AIEgens (TTPy)的單重態和三重態之間的能量差較小，因此它可以在白光的照射下非常高效地生成活性氧(ROS)。由于TTPy具有近紅外發光、可特異性識別革蘭氏陽性菌以及高效的ROS生成效率等優點，因此它在體外可以選擇性地通過光動力作用殺滅革蘭氏陽性菌如金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等，并且在治療金黃色葡萄球菌感染的大鼠傷口時也有很好的效果。
MiaomiaoKang, Chengcheng Zhou, Dong Wang, Lei Wang, Ben Zhong Tang. et al. Evaluationof Structure?FunctionRelationships of AggregationInduced Emission Luminogens for Simultaneous DualApplications of Specific Discrimination and Efficient Photodynamic Killing ofGram-Positive Bacteria. Journal of the American Chemical Society.2019
DOI:10.1021/jacs.9b07162
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b07162
3. JACS：ReB6-：第一個金屬苯的金屬硼類似物
金屬苯是苯中的CH單元被官能化的過渡金屬原子取代的一類分子。盡管芳香族和反芳香族的全硼類似物是眾所周知的，但是還沒有金屬硼類似物的報道。近日，布朗大學Lai-Sheng Wang等采用高分辨光電子成像技術和量子化學計算，合成并研究了兩個金屬摻雜的硼團簇ReB6-和AlB6-。作者獲得了振動分辨的光電子能譜并與理論結果進行了比較。研究發現，ReB6-團簇具有以B為中心的平面六邊形結構（C2v，1A1），而AlB6-略向面外扭曲（Cs，1A'）。
化學鍵合分析表明，閉殼的ReB6-是σ和π雙芳族化合物，而AlB6-是已知的σ-芳香族和π-反芳香族化合物。AlB6-的平面外畸變是由于反芳香性造成的，類似于典型的反芳香族環辛酸酯的平面外畸變。將ReB6-中的π鍵與苯和rhenabenzene[（CO）4ReC5H5]中的π鍵進行比較，可發現其相似之處。因此，ReB6-可被視為金屬苯的第一個金屬硼類似物，并且采用合適的配體合成可能是可行的。
LingFung Cheung, Lai-Sheng Wang*, et al. ReB6?: A Metallaboron Analog of Metallabenzenes. J.Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b09110
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b09110
4. JACS: 通過電子和幾何工程構建雙單原子活性位點建設攀登ORR火山圖頂點
M-Nx作為一種單原子催化中心（SACs），對氧還原反應(ORR)具有高效的電催化活性，然而，目前所報道的催化中心的吸附-脫附行為不能令人滿意，導致SACs的性能仍落后于最先進的Pt。
近日，中國科學院長春應用化學研究所的邢巍、葛君杰研究員、武漢大學的陳勝利教授和上海光源線站的姜政研究員合作設計構造了一個鐵-鈷雙原子中心的活性位點，提出了一種自發吸收電子OH配體作為能量級調節劑，使中間體容易脫附，而三角形的Fe-Co-OH配位促進O-O鍵的斷開，構建的FeCoN5-OH位點的ORR起始電位和半波電位分別高達1.02 V和0.86 V(與RHE相比)，其固有活性是單原子FeN4位點的20多倍。該工作不僅為調整單原子位點的電子結構以提高催化活性開辟了新的思路，而且也為ORR電催化的雙原子位點的基本理解提供了新的見解。
Meiling Xiao, Yongting Chen,Jianbing Zhu, Hao Zhang, Xiao Zhao, Liqin Gao, Xian Wang, Zhao Jin, Junjie Ge,Zheng Jiang, Shengli Chen, Changpeng Liu, Wei Xing. Climbing the Apex of theORR Volcano Plot via Binuclear Site Construction: Electronic and GeometricEngineering. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b08362
https://doi.org/10.1021/jacs.9b08362
5. JACS：具有開放金屬位點的MOFs用于1-丁烯和2-丁烯的熱力學分離
大多數C4碳氫化合物是作為乙烯生產或煉油的副產品獲得的，將其分離十分困難。人們花了大量的工業和學術努力來開發更具成本效益的基于吸附劑或膜的方法來純化C4碳氫化合物，例如1,3-丁二烯，異丁烯和1-丁烯，但是這些物質的物理性質非常相似，使得分離變得困難。近日，加州大學伯克利分校Jeffrey R. Long等研究了1-丁烯，順-2-丁烯和反-2-丁烯在金屬有機框架（MOFs）M2(dobdc) (M=Mn，Fe，Co，Ni；dobdc4-=2,5-dioxidobenzene-1,4-dicarboxylate)中的吸附行為，其中包含M2(dobdc)高密度的配位不飽和M2+位點。
作者發現，Co2（m-dobdc）和Ni2（m-dobdc）能夠從2-丁烯異構體中分離出1-丁烯，這在工業上很大程度上是依賴于耗能的低溫蒸餾來實現的。該MOFs對1-丁烯高選擇性原因是M2(m-dobdc)結構中暴露的M2+金屬中心具有高的電荷密度。作者進一步通過突破和分批吸附實驗證明了Ni2(m-dobdc)在氣相和液相中，多組分條件下對1-丁烯吸附的選擇性。
BrandonR. Barnett, Jeffrey R. Long*, et al. Thermodynamic Separation of 1-Butene from2-Butene in Metal–Organic Frameworks with Open Metal Sites. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b09942
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b09942
6. JACS: 準二維鈣鈦礦為啥比體相鈣鈦礦穩定？這篇文章告訴你
準2DRuddlesden-Popper鈣鈦礦的最新研究表明，它們具有許多有趣的光學和物理特性。最值得注意的是，與典型的3D鈣鈦礦甲基銨碘化鉛（MAPI）相比，當暴露于濕氣中時，它們更穩定。但是，這種穩定性的化學來源的直接證據仍然難以捉摸。近日，德克薩斯大學奧斯汀分校C.Buddie Mullins對準2D R-P鈣鈦礦nBA-MAPI的優越水分穩定性進行了詳細研究，并研究了一種簡單而有效的方法來將nBA-MAPI薄層應用到表面提高MAPI器件的穩定性。
研究人員通過采用多種分析技術（光致發光，飛行時間二次離子質譜，循環伏安法，X射線衍射），認為R-P鈣鈦礦的穩定性得到改善是一種獨特的降解途徑的結果。通過歧化作用，鈍化表面層由2D鈣鈦礦逐漸穩定的相組成。該工作表明，這種保護材料可將鈣鈦礦與水合層隔離開 （水合層會積聚在整個器件的C60 /鈣鈦礦界面上），從而減慢了進一步的水解反應。由于MAPI器件在沒有任何保護的情況下迅速退化，因此nBA-MAPI的表面處理是通過創建類似地抑制與水合層相互作用的人工2D表面層來延遲器件退化的有效方法。
Wygant, B. R. et al. Probing the DegradationChemistry and Enhanced Stability of 2D Organolead Halide Perovskites. JACS2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b08895
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.9b08895
7. AM: 通過減少電荷復合提高無機鈣鈦礦太陽能電池效率
銫基無機鈣鈦礦太陽能電池（PSC）具有改善器件穩定性的巨大潛力，因此前景十分廣闊。然而，相比雜化鈣鈦礦PSC，開路電壓損失仍然是無機鈣鈦礦太陽能電池性能低下的主要原因，這與能帶匹配和鈣鈦礦界面或整體中的缺陷密切相關，從而導致其功率轉換效率仍然較低。
近日，中科院游經碧團隊在SnO2和CsPbI3-xBrx鈣鈦礦之間插入超薄的氟化鋰（LiF）阻擋層，以改變電子傳輸層的導帶位置并抑制鈣鈦礦表面缺陷。此外，作者在CsPbI3-xBrx前體中引入少量氯化鉛添加劑以進一步抑制鈣鈦礦薄膜的重組。最終制備的鈣鈦礦PSC的功率轉換效率達到18.64％，最大開路電壓高達1.25 V，開路電壓損失低至0.52V。同時，該鈣鈦礦PSC具備出色的光穩定性，在1000工作小時后器件的效率下降不到6％。
You et al, Cesium Lead Inorganic Solar Cellwith Efficiency beyond 18% via Reduced Charge Recombination. Adv.Mater.
DOI:10.1002/adma.201905143.
https://doi.org/10.1002/adma.201905143
8. AM: 鈣鈦礦太陽能電池中的非輻射復合：界面的作用
鈣鈦礦太陽能電池具有高載流子遷移率，長載流子壽命和高輻射效率。盡管如此，其器件仍遭受很大的非輻射重組損失，將其VOC限制在遠低于Shockley-Queisser極限值。近日，波茨坦大學ChristianM. Wolf、Martin Stolterfoht、DieterNeher介紹了近年來鈣鈦礦太陽能電池從皮秒到穩態非輻射復合的研究進展（重點是鈣鈦礦層和電荷傳輸層之間的界面）。
研究人員認為鈣鈦礦薄膜在有或沒有附著傳輸層的情況下準費米能級分裂的定量分析可以確定非輻射復合的起源，并解釋器件的VOC。這些測量結果證明，在最先進的太陽能電池中，鈣鈦礦與傳輸層之間的界面處的非輻射復合比本體或晶界處的過程更重要。光學泵浦探針技術提供了有關轉移速率和重組速度的定量信息。考慮到能級對準的作用和表面鈍化的重要性，研究人員還提出了有希望的優化策略。
Wolf, C. N. et al.Nonradiative Recombination in Perovskite Solar Cells: The Role of Interfaces.AM 2019.
DOI: 10.1002/adma.201902762
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201902762
9. AM: 水引發聚合膠粘劑: 從水下膠黏劑到快速止血
盡管近年來研究者們在生物激發型粘合劑方面取得了進展，但要在水環境和血液環境中實現強粘附和密封止血仍是一個挑戰。天津大學劉文廣教授課題組基于多乙烯基單體與多巴胺的邁克爾加成反應，設計并合成了一種具有疏水骨架和親水鄰苯二酚側支的超支化聚合物(HBP)。
結果表明，與水接觸時，HBP的疏水鏈能夠快速聚合形成團聚體，取代附著表面的水分子來增加鄰苯二酚基團的暴露，從而實現不同環境下材料的迅速粘連，比如在去離子水、海水、PBS和pH = 3~11范圍下都可以實現。此外，將長烷基胺引入這種模塊化的超支化結構中有助于形成一種可注射的止血密封劑，一旦接觸濕的組織，可迅速涂布固化，封閉創面，從而迅速止血，尤其是深度創面出血。
ChunyanCui, Chuanchuan Fan, Yuanhao Wu, Meng Xiao, Tengling Wu, Dongfei Zhang, XinyuChen, Bo Liu, Ziyang Xu, Bo Qu, Wenguang Liu. Water‐Triggered HyperbranchedPolymer Universal Adhesives: From Strong Underwater Adhesion to Rapid SealingHemostasis. Advanced Materials. 2019
DOI:10.1002/adma.201905761
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905761
10. AM：低劑量X射線激發LLL凹面納米立方體用于高度被動靶向深部肝臟腫瘤治療
研究發現，鉻摻雜沒食子酸鋅--ZnGa2O4:Cr3+ (ZGC)，是一種長效發光(LLL)磷光體，可避免體內成像檢測中的組織自體熒光干擾，用于腫瘤成像。ZGC為立方尖晶石結構，這是一種典型的團聚或團簇狀、沒有明確立方形狀的形態，但納米尺寸的ZGC通常具備球形特征。目前，在納米尺度上實現精確定義的立方特征仍然是一個巨大的挑戰。在此，臺灣國立陽明大學聯合國家同步輻射研究中心及臺灣成功大學合成了分散的、定義良好的凹立方ZGC，并優化了修飾條件，結果表明，PEG修飾的ZGC表現出良好的穩定性和單分散性。
同時對其LLL發光性能進行研究，結果表明與用0.5 Gy低劑量的X射線不能激發的凝聚態相比，分散的立方ZGC在紫外線和X射線激發下表現出更強的LLL。此外，立方ZGC還能顯示肝臟的特異性堆積，在X射線激發結束時使用0.5 Gy的劑量即足以對深部肝臟腫瘤進行成像。最重要的是，ZGC納米立方體還能表現出對原位肝腫瘤的高度被動靶向性。
Chia-HaoSu, Hwo-Shuenn Sheu, Chen-Sheng Yeh, et al. Low Dose of X‐Ray‐ExcitedLong‐Lasting Luminescent Concave Nanocubes in HighlyPassive Targeting Deep‐Seated Hepatic Tumors. Adv, Mater.,2019.
https://doi.org/10.1002/adma.201905087
11. Nano Energy: 表面在雜化鈣鈦礦滯后行為中的主導作用
遲滯和記憶效應是基于雜化鈣鈦礦的太陽能技術所面臨的挑戰。近日，卡利亞里材料研究所AlessandroMattoni團隊通過分子動力學模擬研究了物質表面在室溫下對帶電點缺陷遷移率的影響，發現物質在發生變化時，離子電流呈線性狀態并在電場反轉后也發生了反轉。因此推測物質表面會引起帶電點缺陷的積累和記憶效應。
對于在MAI和PbI終端表面上的空位和間隙，計算的釋放時間皆為數百毫秒，并且與Kelvin探針力顯微鏡實驗中觀察到的離子電流的衰減一致。此外，在室溫條件下作者沒有在晶體內的離子電流下發現鐵電極化和記憶效應，因此得出表面（以及可能的界面或邊界）是引起磁滯的關鍵因素這一結論。此外，作者還通過離子極化動力學的解析模型將表面對點缺陷的影響進行了補充，以用于設計功能膜并更好地控制滯后離子電流。
Mattoni et al, The dominant role of surfacesin the hysteretic behavior of hybrid perovskites. NanoEnergy.
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104162.
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104162
12. Nano Energy: 通過鐵結合來調變電子密度的Fe1-xCoxP用于高效的水分解反應
對于低廉的金屬磷化物作為析氫反應的催化劑所表現出的良好的性能已經吸引了越來越多的關注。但是，磷氫鍵（P-Hads）很容易在金屬磷化物表面形成，這會嚴重阻礙氫氣析出反應（HER）的效率。近日，湖南大學湯琳教授課題組提出了一種通過調變金屬磷化物的表面電子密度來提高其HER活性的簡易的方法。Fe調變的Fe0.29Co0.71P納米片表現出在堿性條件下的貴金屬類似的電催化性能，在10 mAcm?2時的過電勢為74mV，Tafel斜率為53.56 mV dec?1。
鐵的嵌入可有效地調變Co和P之間的電子相互作用，引起更多帶正電的Co離子，可以改善H2O分子的吸附和活化，降低在催化劑表面形成P-Hads。因此，Fe0.29Co0.71P可以優化氫原子的吸附和脫附，并且改善HER的Volmer 和Heyrovsky這兩步反應。此外，催化劑電子密度的調變也可以提高Fe0.29Co0.71P的析氧反應（OER）活性。與IrO2//Pt/C的電解池（1.61V/10mAcm?2）相比，Fe0.29Co0.71P/泡沫Ni組裝的電解池表現出了更低的電壓（1.59V/10mAcm?2）。
HaopengFeng, Lin Tanga?,Guangming Zeng, Jiangfang Yu, Yaocheng Deng, Yaoyu Zhou, Jingjing Wang,Chengyang Feng, Ting Luo, Binbin Shao. Electron density modulation of Fe1-xCoxPnanosheet arrays by iron incorporation for highly efficient water splitting.Nano Energy, 2019, 104174
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104174
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221128551930881X
