1. Nature：銅結合的氮中心自由基精準剪切碳氫鍵接上官能團
選擇性C-H鍵功能化的方法為化學家們提供了通用而強大的合成工具，然而，如何提高位點選擇性，保證碳氫鍵精準轉化仍然是一個巨大的挑戰。
鑒于此，中國科學院上海有機化學研究所的劉國生研究員和香港科技大學的林振陽教授團隊合作設計了一種新型的銅配位氮自由基，通過銅與含硫磺胺的氮自由基發生配位，實現了銅的氰化物對氮自由基的調控，進而實現了對有機分子碳氫鍵的精準攫氫。該工作發現了金屬調控氮自由基選擇性攫氫的新機制，可以實現對有機分子的精準編輯，對于合成改性各種天然產物和藥物具有重要的意義。
Jiayuan Li, Zhihan Zhang,Lianqian Wu, Wen Zhang, Pinhong Chen, Zhenyang Lin & Guosheng Liu.Site-specific allylic C–H bond functionalization with a copper-bound N-centred radical.Nature, 2019.
DOI: 10.1038/s41586-019-1655-8
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1655-8
2. Nature Nanotechnology: 范德華異質結構中的谷極化激子電流
谷電子學產品是一種傳統的基于電荷的電子產品的吸引人的替代物。因此，在固態設備中創建和控制谷值電流的能力可以為信息處理提供新的途徑。過渡金屬二硫屬化合物（TMDC）是谷電子的一個有前途的平臺，因為存在兩個不等價的谷，它們具有自旋-谷鎖定和直接帶隙，可以進行光學初始化和讀出谷狀態。
洛桑聯邦理工大學Andras Kis團隊研究了基于II型TMDC異質結構的器件中介電常數的谷極化激子的產生和傳輸。層間耦合的工程化增強了谷極化激子的擴散，其可以通過電控制和切換。此外，使用靜電阱，可以將激子濃度提高一個數量級，達到1012 cm-2的密度。該研究打開了通過玻色-愛因斯坦凝聚態達到谷極化激子相干量子態的途徑。
Valley-polarizedexciton currents in a van der Waals heterostructure, Nature Nanotechnology(2019)
https://www.nature.com/articles/s41565-019-0559-y
3. Nat. Commun.: 用單分子成像技術研究納米限域對分子取向和反應中間體的影響
納米限域效應能夠顯著影響多相催化反應過程中的分子輸送與反應動力學。在本文中，美國愛荷華州立大學的Wenyu Huang和佐治亞州立大學的Ning Fang等特意設計了一種具有整齊線性納米孔道的核殼型納米催化劑用于單分子納米限域效應的研究。
他們通過定量的單分子測量揭示了納米多孔結構中限域的金屬反應中心上異常的低吸附強度和高催化活性。更令人驚訝的是，對于具有較長和較窄納米孔的催化劑，納米限域效應對催化活性的影響更大。研究人員從分子取向、活化能和中間活性組分等不同角度對納米限域效應提高催化劑活性的機理進行了分子水平的解釋，這對高效催化劑的合理設計具有重要意義。
BinDong, Wenyu Wang, Ning Fang et al, Deciphering nanoconfinement effects onmolecular orientation and reaction intermediate by single molecule imaging,Nature Communications,2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12799-x
4. Nat. Commun.：局部柔性的動態多孔配位聚合物用于CO2捕集和轉化
微孔內封閉CO2的直接結構信息對闡明其特定的結合或活化機制具有重要意義，然而，客體交換后的氣體結合能力弱或樣品結晶度差等問題嚴重阻礙了CO2摻入、活化和轉化為其他材料的發展。
近日，江蘇師范大學的王健和日本京都大學的Susumu Kitagawa課題組合作提出了一種具有局部柔性的動態多孔配位聚合物(PCP)材料，其中的螺旋槳狀配體旋轉以允許二氧化碳捕獲，由于其對CO2的高親和力和約束效應，PCP對不同的底物表現出高的催化活性、快速的轉化動力學、和高的尺寸選擇性。再加上經過10次CO2環加成成高附加值的環狀碳酸鹽，催化劑的周轉率(噸)高達39,000/1.5簇Zn，這些結果表明，這種獨特的結構是高效捕獲CO2和尺寸選擇性轉換的原因。該工作對于對于設計制備多孔配位聚合物用于捕集二氧化碳和轉化提供了一種新的策略。
Pengyan Wu, Yang Li, Jia-Jia Zheng, Nobuhiko Hosono,Ken-ichi Otake, Jian Wang, Yanhong Liu, Lingling Xia, Min Jiang, ShigeyoshiSakaki, Susumu Kitagawa. Carbon dioxide capture and efficient fixation in adynamic porous coordination polymer. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-12414-z
https://doi.org/10.1038/s41467-019-12414-z
5. Nat. Commun.: 超分子肽納米管的雙重自組裝可在水中提供穩定性
自組裝肽具有自發聚集成大的有序結構的能力。肽氫鍵超分子組裝的可逆性使其可調諧至許多不同的應用，盡管它們具有高動態性并易于在生物應用所需的低濃度下分解。受蛋白質的分層設計和結構啟發，英國華威大學Sébastien Perrier課題組開發了一種雙重自組裝方法來幫助穩定延長肽納米結構。環肽的氫鍵堆積提供了自組裝聚集體的一級結構和整體圓柱狀形態。
研究者以圍繞肽的疏水區引入二級結構驅動力，以穩定高動態的肽鍵，從而穩定單環肽納米管，而又不會降低水性條件下系統的溶解度。由于親水性電暈穩定了水中的納米結構，使得各個納米管保持獨立。 這種分級的自組裝方法不僅提供了一種穩定環肽的方法，而且還提供了形成一系列不同的β-折疊氫鍵結構的方法。這些系統日益增加的復雜性為實現合成超分子聚合物在生物學上的應用擴寬了道路。
JuliaY. Rho, Henry Cox, Edward D. H. Mansfield, Sean H. Ellacott, Raoul Peltier,Johannes C. Brendel, Matthias Hartlieb, Thomas A. Waigh & Sébastien Perrier, Dualself-assembly of supramolecular peptide nanotubes to provide stabilisation inwater, Nature Communications, 2019.
DOI：10.1038/s41467-019-12586-8
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12586-8?utm_source=other_website&utm_medium=display&utm_content=leaderboard&utm_campaign=JRCN_2_LW_X-moldailyfeed
6. Nat. Commun.: 單組分和多組分手性超微粒對映選擇性催化劑
納米級生物組裝體比如外殼、內體以及衣殼等在所有生命系統中都扮演著重要的角色。由無機納米粒子（NPs）組成的超微粒(SP)具有和這些生物組裝體的類似的結構特征但它們是否能模擬其生化功能目前尚未有定論。在本文中，中國江南大學的Liguang Xu和美國密歇根大學的Nicholas A. Kotov等發現由手性ZnS納米粒子自組裝成的70–100nm 的超粒子體系中的亞納米級孔隙與構成粒子的納米粒子之間的間隙緊密相關。這種相關性與與光合細菌的細胞器類似，這使得這些超粒子可以作為光催化劑，對映選擇性地將l-或d-酪氨酸轉化為二酪氨酸。
實驗數據和分子動力學模擬表明，光催化反應的手性偏倚與間隙空間的手性環境和對映體在超粒子體系中的優先分配有關。同時，ZnS與Au納米粒子的共組裝可以進一步增強超粒子的手性偏倚。除了復制生物納米組件的特定功能外，這些發現為酚類化合物的對映選擇性氧化偶聯建立了全新的途徑。
SiLi, Liguang Xu, Nicholas A. Kotov et al, Single- and multi-component chiralsupraparticles as modular enantioselective catalysts, Nature Communications,2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12134-4
7. Sci. Adv.：紅細胞衍生的納米紅細胞體可增強癌癥免疫療法的抗原遞送
因其固有的生物相容性，紅細胞（RBC）代表著一個非常有前景的細胞介導的藥物遞送平臺。近日，蘇州大學汪超教授和劉莊教授聯合加州大學洛杉磯分校顧臻教授課題組受衰老RBC的脾臟抗原呈遞細胞靶向能力的啟發，開發了基于源自紅細胞的納米紅細胞體的抗原遞送系統。通過將腫瘤細胞膜相關抗原與納米紅細胞融合在一起，將腫瘤抗原加載到納米紅細胞上。
這種載有腫瘤抗原的納米紅血球（nano-Ag@erythrosome）在體內引起抗原反應，并與抗程序性死亡配體1（PD-L1）阻斷相結合，抑制了B16F10和4T1腫瘤模型中的腫瘤生長。在生成的一個腫瘤模型中顯示通過融合紅細胞和手術切除的腫瘤可以實現“個性化的nano-Ag@erythrosome”，從而有效地減少了手術后的腫瘤復發和轉移。
Han,X.; Shen, S.; Fan, Q.; Chen, G.; Archibong, E.; Dotti, G.; Liu, Z.; Gu, Z.;Wang, C., Red blood cell–derived nanoerythrosomefor antigen delivery with enhanced cancer immunotherapy. Science Advances 2019, 5 (10),eaaw6870.
https://advances.sciencemag.org/content/5/10/eaaw6870
8. Joule: 18.04％效率！準二維鈣鈦礦太陽能電池
垂直排序的（小到大n）準2D鈣鈦礦薄膜是促進定向電荷轉移的常用方法。田納西大學胡斌團隊報道了通過引入真空極化處理以在結晶過程中強制形核來均勻排列不同n值納米板（PEA2MAn-1PbnI3n+ 1）的不同策略。并且薄膜具有有效的載流子傳輸。
此外，制備的器件具有創紀錄的高填充因子（FF）為82.4％，效率（PCE）為18.04％（Voc = 1.223 V，Jsc = 17.91 mA/cm2）。儲存8個月后，可保持96.1％的初始效率，并在80°C下保持97.7％的時間超過180小時，從而實現了卓越的穩定性。
Uniform Permutation of Quasi-2D Perovskites by Vacuum Poling for Efficient,High-Fill-Factor Solar Cells, Joule
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119304805#!
9. Joule綜述：單原子催化劑的能量轉化研究
全球近四分之一的能源消耗與催化過程的使用直接或間接相關。以傳統納米粒子為基礎的催化劑最近面臨著新型的異構單原子催化劑（SACS）的挑戰。單原子催化劑上能夠允許金屬原子在催化劑表面上最大程度均勻分散，具有無與倫比的電子結構和幾何構型，并且在諸多與能源相關的應用中均表現出優異的催化性能。
在本文中，新加坡國立大學的Ning Yan和Javier Perez-Ramirez等對非均相異構單原子催化劑等在碳氫化合物、含氧化合物、氫氣燃料、氨、日用品和精細化學品的生成和轉化以及電池的電化學儲能和釋放中的應用進行了評述。文章描述了這些與能源有關的化合物在當前能源基礎設施中的重要性，并討論了如何在各種應用中更有效地使用催化，特別是單原子催化。最后，作者對未來設計穩定高效的單原子催化劑進行了展望。
ShipengDing, Ning Yan, Javier Perez-Ramirez et al, Transforming Energy withSingle-Atom Catalysts, Joule,2019
DOI:10.1016/j.joule.2019.09.015
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30475-1?rss=yes#
10. Accounts of Chemical Research:水凝膠作為新型太陽能純化水平臺的研究進展
水資源短缺的問題日益嚴重，而利用太陽能通過蒸發分離水和雜質的太陽能凈水技術屬于能源密集型，而且存在效率低、成本較高等問題，難以滿足快速水凈化的需求。水凝膠太陽能蒸發器以親水聚合物為基本材料，具有防污、選擇性高和熱響應快等優勢，可以提高了水的收集和凈化能力，因此，水凝膠型太陽能凈水器已經成為一種新型的非常具有潛力的凈化水的技術。
近日，德州大學奧斯汀分校的余桂華教授課題組從材料選擇、分子工程和結構設計等方面綜述了近年來國內外在水凝膠型太陽能凈水器方面的研究進展。首先簡要介紹了由自由水、中間水和束縛水組成的水凝膠中獨特的水狀態，然后，描述了以水凝膠為基礎的太陽能蒸發器的設計原則，以基本的凝膠化化學為基礎，討論了高效水蒸氣生成所要求的水凝膠的合成策略，水凝膠的表面工程設計可以促進水的蒸發，是進一步提高太陽能蒸發效率的關鍵。該工作為改進水凝膠型太陽能蒸發器的性能、可擴展性、穩定性和可持續性指明了方向，有利于促進水凝膠型太陽能蒸發器的進一步發展和實際應用。
Xingyi Zhou, Youhong Guo, FeiZhao, Guihua Yu. Hydrogels as an Emerging Material Platform for Solar WaterPurification. Accounts of Chemical Research, 2019.
DOI:10.1021/acs.accounts.9b00455
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.9b00455
11. EES：分級Ni-Fe氫氧化物@NiFe合金納米線陣列電催化劑用于高效水分解
水電解是一種非常具有潛力的可持續制氫技術，然而，在實際應用中，需要非常大的電流密度(>500 mA/cm2)，因為析氧反應(OER)不穩定且動力學緩慢，這是限制電催化水裂解大規模制氫的主要障礙。鑒于此，清華大學的楊誠和南洋理工大學的范紅金團隊合作采用磁場輔助化學沉積法，設計制備了一種基于OER電極的高催化活性和無需粘合劑的NiFe納米線陣列，該陣列可以在電流密度高達1000 mA/cm2和120小時內保持良好的催化穩定性和活性。
NiFe合金納米線表面的超薄(1-5納米)非晶氫氧化鎳，被認為是OER的高催化活性位點，另外，分層的精細納米幾何結構可以大大提高電荷和反應物與氣體的擴散轉移。在堿性電解質中，OER電極產生500和1000mA/cm2的電流密度僅需248 mV和258mV的電位，且可穩定地工作超過120小時。更重要的是，集成的堿性電解槽在超低電壓1.76 V的下，其電流密度可達1000 mA/cm2，遠遠優于最先進的工業催化劑。我們的結果可能代表著工業電解槽的一個關鍵步驟，大規模生產氫氣的水分裂。該工作對于設計高催化活性的非貴金屬鎳鐵電極結構用于電催化裂解水提供了一種新的策略。
Caiwu Liang, Peichao Zou,Adeela Nairan, Yongqi Zhang, Jiaxing Liu, Kangwei Liu, Shengyu Hu, Feiyu Kang,Hong Jin Fan, Cheng Yang. Exceptional Performance of Hierarchical Ni-FeOxyhydroxide@NiFe Alloy Nanowire Array Electrocatalyst for Large CurrentDensity Water Splitting. Energy & Environmental Science, 2019.
DOI: 10.1039/C9EE02388G
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee02388g#!divAbstract
12. AFM：高能量密度、高功率密度、高安全性的纖維狀Ni//Bi電池
纖維電池廣泛應用于可穿戴電子、信息技術、物聯網、公共衛生等領域。然而，同時實現纖維電池的高能量密度、高功率密度和高安全性仍然充滿著挑戰，這在很大程度上限制了它們的應用前景。在本文中，復旦大學的彭慧勝與Bingjie Wang等報道了一種新型的具有優異電化學性能的纖維狀Ni/Bi電池。這種纖維Ni/Bi電池由分級的3D電極構成，其中以Bi為骨架的還原氧化石墨烯片作為電池負極，而以氧化鎳/鎳包裹的氧化石墨烯片則充當電池正極。
這種纖維狀Ni//Bi電池具有43.35Wh/Kg或26.01mWh/cm3的高能量密度以及6600W/kg或3.96W/cm3的高功率密度，經過10000次的深度循環后其容量保持率為96%。由于使用了水系電解質，這種纖維電池的安全性也很高，并且可以進一步編織成下一代柔性紡織式電力系統。這項工作為通過設計分層結構的電極來開發高性能電池提供了一種通用而有效的策略。
MengyingWang, Bingjie Wang, Huisheng Peng et al, Making Fiber-Shaped Ni//Bi BatterySimultaneously with High Energy Density, Power Density, and Safety,Advanced Functionla Materials,2019
DOI:10.1002/adfm.201905971
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201905971
