1. Nat. Commun.: 虛擬光子介導的自旋量子位-跨子耦合
自旋量子位和超導量子位是實現固態量子計算機最有前途的候選者之一。為了實現這種混合體系結構，必須有一個相干的鏈接，該鏈接需要在同一芯片上集成和可控制地耦合這兩種量子位類型，且距離要比自旋量子比特物理尺寸長幾個數量級。
近日，瑞士聯邦理工學院A. J.Landig通過頻率可調的高阻抗SQUID陣列諧振器實現了這種鏈接。自旋量子位是一種以GaAs三重量子點為主體的共振交換量子位。它可以在零磁場下工作，從而可以與同一芯片上的超導量子位共存。此外，研究人員在光譜上觀察了共振交換量子和透射量子在共振和色散兩種狀態下的相干相互作用，這種相互作用由真實或虛擬共振光子來調節。
Landig, A. J. etal. Virtual-photon-mediated spin-qubit–transmon coupling. Nat. Commun. 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-13000-z
https://www.nature.com/articles/s41467-019-13000-z.pdf
2. Nat. Commun.: “缺失連接體”MOFs用于析氧反應
析氧反應（OER）在金屬-空氣電池、水分解、CO2電還原等能源轉化反應中至關重要。然而，由于OER較慢的動力學及較高的過電位，其活性受到極大限制。相比于OER活性較高的貴金屬催化劑，非貴金屬電催化劑更受青睞。盡管如此，如何提高非貴金屬催化劑上OER的活性及穩定性仍極具挑戰。MOFs材料自發明以來，被廣泛用于研究氣體儲存與分離、藥物疏松、催化等，在電催化領域也有較多應用。大部分MOFs自身導電性能與電催化性能均較差，但通過金屬電極調控、氫氧化物配體配合、晶格應變MOF等能一定程度調變MOFs的電催化性能。即便如此，直接使用MOFs作為高效OER催化劑仍在初期研究階段。
鑒于引入“缺失連接體”可能定向調變MOFs材料的電子結構，來自中山大學李光琴教授和中南大學的劉敏教授合作首先采用DFT理論計算證實CoBDC中的有機連接體對苯二甲酸可被“缺失連接體”羥基二茂鐵替換。后者可有效調變MOFs材料的電子結構，使得其導電性增強。且該MOFs能夠增強對OER中間產物OH*的吸附，并降低其上OER速控步驟OH* 到O*的活化能（1.85eV）。然后將多種“缺失連接體”引入至層狀立柱結構的MOF（CoBDC）中制備了“缺失連接體”MOFs材料。研究表明“缺失連接體”能夠被引入MOFs中且可被有效控制。其中，自支撐含羥基二茂鐵“缺失連接體”的MOF納米陣列顯示了極其優異的OER性能，即在214mV條件下達到100mAcm?2。該工作通過引入“缺失連接體”制備的MOFs材料有望為研發高效MOFs基的電催化劑開啟新的章節。
ZiqianXue, Kang Liu, Qinglin Liu, Yinle Li, Manrong Li, Cheng-Yong Su, Naoki Ogiwara,Hirokazu Kobayashi, Hiroshi Kitagawa, Min Liu*, Guangqin Li*, Missing-linkermetal-organic frameworks for oxygen evolution reaction, Nat. Commun., 2019, 10,5048.
DOI: 10.1038/s41467-019-13051-2
https://www.nature.com/articles/s41467-019-13051-2?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+ncomms%2Frss%2Fcurrent+%28Nature+Communications+-+current%29#Bib1
3. Nat. Commun.：部分皮膚癌可能起源于毛囊
毛囊是位于皮膚層內的復雜器官。在這里，未成熟的“色素生成細胞”可能會發生一些遺傳突變，進一步受到正常的頭發生長信號影響，有可能導致癌癥的發生。過去的理論認為日光（例如紫外線）是黑色素瘤的主要危險因素。然而目前的研究認為，即使對于正常毛囊來說，其中也會存在觸發癌變的因素。
近日，紐約大學醫學院和Perlmutter癌癥中心皮膚科的研究團隊合作，報道了新的“致癌色素細胞”會向上層遷移并從毛囊中移出，進而在附近的表皮組織中發育形成黑色素瘤。研究小組建立了一種用于研究黑素瘤的新小鼠模型，該模型經過精心設計，使得該團隊只能編輯濾泡黑素細胞干細胞中的基因（c-Kit-CreER小鼠）。這項功能使研究人員能夠進行遺傳操作，而且保證無論如何編輯，都只會使黑色素干細胞及其后代形成黑色素瘤。作者通過準確追蹤干細胞類型，證實黑色素瘤細胞可能來自干細胞，這些細胞會異常地向上移動并從毛囊中移出，進入表皮（皮膚的最外層）。然后，研究小組發現它們在表皮組織分裂，然后進入了真皮層，形成黑色素瘤。本研究首次證明毛囊致癌性黑素細胞干細胞可以形成黑素瘤，這有望使其用于識別黑素瘤的新診斷方法和治療方法
Qi Sun, Wendy Lee, Yasuaki Mohri, et al. Nishimura,Mayumi Ito. A novel mouse model demonstrates that oncogenic melanocyte stemcells engender melanoma resembling human disease. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-12733-1
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124719312999?via%3Dihub
4. Chem. Rev.：利用熒光探針檢測淀粉樣蛋白聚集體
淀粉樣蛋白是由蛋白質和多肽錯誤地折疊或組裝成無支鏈的長纖維β交叉構象所造成的，而這些錯誤的折疊和組裝也會與人類多種的疾病發病有關，其中就包括阿爾茨海默病、帕金森病和亨廷頓病等。而利用熒光探針如硫磺素- T來對淀粉樣蛋白進行檢測分析則是目前研究的一大熱門領域，許多類型的熒光探針都會對淀粉樣蛋白產生各種各樣的反應，如強度的變化、熒光最大值的變化和壽命的變化等。
利用這些探針可以幫助人們了解分析淀粉樣蛋白的聚集動力學、淀粉樣蛋白聚集抑制劑的有效性和淀粉樣蛋白的結構結合位點等眾多科學問題。萊斯大學Angel A. Martí團隊綜述討論了用于研究淀粉樣蛋白聚集的光學探針的設計、性質和應用；并對目前這一技術領域所面臨的挑戰和對應的解決方法做了詳盡的介紹。
AmirAliyan, Angel A. Martí. et al. Interrogating Amyloid Aggregates using FluorescentProbes. Chemical Reviews. 2019
DOI:10.1021/acs.chemrev.9b00404
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.9b00404
5. AM: 聚集誘導的雙重熒光有機分子用于非摻雜發光二極管
中科大Guoqing Zhang，上海紐約大學Xuepeng Zhang和紐約大學Xiang Sun結合聚集誘導發射（AIE）和有機室溫磷光（RTP）的優勢，設計好的RTP-AIEgens顯示最大光致發光量子產率為64％。并且基于RTP AIEgens的非摻雜有機發光二極管（OLED）表現出相對較小的效率下降和有效的電致發光量子效率，這打破了傳統熒光OLED的理論極限。
Aggregation‐Induced Dual‐Phosphorescence from Organic Molecules for Nondoped Light‐Emitting Diodes，AM. 2019
https://doi.org/10.1002/adma.201904273
6. JACS：結構與電子優化MoS2棱邊位點用于析氫反應
2005年MoS2被首次報道具有HER活性后，因其表面較低的氫吸附能、電化學穩定性、廉價等優點而受到廣泛關注。然而，實驗和理論研究表明MoS2上HER活性不佳主要有三個因素：（1）MoS2上HER活性位主要是棱邊位點而不是基面；（2）MoS2的基面電荷傳到能力差；（3）MoS2的團聚和重構阻止了活性位點的暴露。解決這些問題是提高MoS2的HER活性的關鍵。目前，可通過調控MoS2的結構，如納米晶體、螺旋狀、邊緣導向的納米片、缺陷豐富的納米片等。也可摻雜雜原子以活化基面/棱邊位點增強導電性。此外，采用導電性能良好的材料為載體也可提高其導電性進而提高活性。
鑒于此，來自蘇州大學的高立軍教授、Jinho Choi教授與南洋理工大學的Jong-Min Lee教授合作采用一種自模板策略成功合成了碳網絡（CN）錨定的“零維/三維”納米結構的氮摻雜MoS2納米晶體（N-MoS2/CN）。研究結果表明，氮摻雜能夠同時增強棱邊位點的HER活性及基面的導電性能。且所制備的超細氮摻雜的MoS2納米晶體可增多活性棱邊位點密度。此外，三維多級孔道結構的碳載體有利于電解質中H+的傳輸，且能促進HER過程中電子傳遞。N-MoS2/CN在-30mV（vs RHE）電位下，10mA cm2-對應的過電位為114mV，穩定性長達10h。該研究為優化催化材料獲得更多的活性位開辟了新途徑。
HaoWang, Xu Xiao, Shuyuan Liu, Chao-Lung Chiang, Xiaoxiao Kuai, Chun-Kuo Peng,Yu-Chang Lin, Xing Meng, Jianqing Zhao, Jinho Choi*, Yan-Gu Lin, Jong-Min Lee*,Lijun Gao, Structural and Electronic Optimization of MoS2 Edges forHydrogen Evolution, J. Am. Chem. Soc. 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b09932
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.9b09932
7. AOM: 研究新進展！雜化鈣鈦礦發光二極管的光泵浦激光發射
有機-無機金屬鹵化物鈣鈦礦雜化半導體的電泵浦激射可能導致非外延二極管激光器在整個可見光和近紅外光譜范圍內的可調性。然而，迄今為止尚未證明可行的激光二極管結構。近日，賓夕法尼亞州立大學NoelC. Giebink研究團隊通過兩種分布式反饋發光二極管結構實現低閾值，光泵激激光。
研究人員將底部和頂部發射的鈣鈦礦發光二極管分別在玻璃和硅基板上制造，在后一種情況下，使用聚二甲基硅氧烷印模將二階分布反饋光柵直接納米壓印到甲基銨碘化鉛有源層中。這些器件的室溫閾值低至≈6μJ cm-2，峰值外部量子效率約為0.1％，最大電流密度約為2 A cm-2。研究發現在這種低電流狀態下，電注入不會對光泵閾值產生不利影響，從而使得閾值電流密度約為2 kA cm-2。此外，在低溫下運行可以大大降低該閾值，但必須克服摻雜有機傳輸層中的外部載流子凍結，以維持合理的驅動電壓。
Giebink, N. C. et al. Optically Pumped Lasingfrom Hybrid Perovskite LightEmitting Diodes. AOM 2019.
DOI: 10.1002/adom.201901297
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adom.201901297
8. ACS Nano:Rh-Ir合金納米顆粒用作強酸性電解質中高效OER催化劑
析氧反應(OER)是可再生能源轉換和儲存設備的關鍵，如水電解裝置和可充電金屬空氣電池。然而，如何合理設計出在強酸性電解質中高效、穩定的電催化劑仍是一個重大的挑戰。近日，德克薩斯大學奧斯汀分校的余桂華教授、Graeme Henkelman和Simon M. Humphrey合作使用可控微波輔助方法設計制備了制備了亞10納米，組成成分可調的Rh-Ir合金納米顆粒(NPs)，作為優越的酸性OER催化劑，該催化劑的OER催化活性對Ir含量表現出火山狀關系趨勢，富含Ir的NPs (Ir≥51%)比純Ir NPs過電位更低，質量活性更高，催化活性更好。
最重要的是，Rh22Ir78 NPs在0.5 M H2SO4溶液和300 mV過電位下達到了最大質量活性1.17 A/mgIr，是純Ir NPs的3倍，是目前報道的在酸性條件下最活躍的OER催化劑之一。密度泛函理論計算表明，由于少量Rh與Ir合金具有的協同作用和電子效應，O和OOH中間產物的結合能差異減小，導致動力學加快，OER活性增強。此外，Rh-Ir合金NPs在強酸性電解液中表現出優異的耐久性。本工作不僅為組分-電化學性能之間的關系提供了新的理解，而且對酸性介質中高效OER電催化劑的合理設計具有重要的借鑒意義。
Hongyu Guo, Zhiwei Fang, Hao Li, Desiree Fernandez,Graeme Henkelman, Simon M. Humphrey, Guihua Yu. Rational Design of Rhodium–Iridium Alloy Nanoparticles as Highly Active Catalysts for AcidicOxygen Evolution. ACS Nano, 2019.
DOI: 10.1021/acsnano.9b06244
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06244
9. ACS Nano：共遞送槲皮素和土木香內酯用于協同治療微衛星穩定型結直腸癌
微衛星穩定型結直腸癌(CRC)對免疫治療具有一定的耐藥性。已有研究表明，將槲皮素(Q)與土木香內酯(A) 以1:4的摩爾比(Q:A)相組合后可以誘導協同性的免疫原性細胞死亡(ICD)。有鑒于此，北卡羅萊納大學教堂山分校黃力夫教授團隊開發了一種利用膠束對Q和A 進行遞送給藥的方法(QA-M)，該方法可實現較高的包封效率和最佳的載藥比。
實驗結果表明，通過QA-M進行遞送可以延長兩種藥物的血液循環時間并增加其在腫瘤的積累。在被靜脈注射2小時和4小時后，Q和A可以在腫瘤中實現理想的藥物比例(摩爾比=1:4)進而用于協同性的免疫治療。與PBS治療組和游離藥物的聯合治療組相比，通過QA-M治療可以顯著地抑制小鼠原位CRC的腫瘤生長，并能刺激宿主發生免疫反應以實現長期的抗腫瘤效果。
JingZhang, Leaf Huang. et al. Nanoformulated Codelivery of Quercetin andAlantolactone Promotes an Antitumor Response through Synergistic ImmunogenicCell Death for Microsatellite-Stable Colorectal Cancer. ACS Nano.2019
DOI:10.1021/acsnano.9b02875
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02875
10. Nano Letters：Cu3N納米立方體選擇性電化學還原制CO2制乙烯
CO2選擇性還原反應（CO2RR）是將過度排放CO2合成為可用能源的關鍵步驟。近年來，電化學CO2RR被廣泛研究。其中，納米Cu催化劑能較為高效的通過CO2RR合成碳氫化合物。然而，在常溫反應條件下，Cu的表面催化反應難以控制，會生成碳氫化合物的混合物，給目標產物的分離帶來了極大困難。雖然通過流動池設計可以選擇性的將CO2轉化為碳氫化合物，但是該過程需要大量采用腐蝕性的堿性電解質，不利于實際操作。
鑒于此，來自布朗大學的孫守恒教授報道了一種全新的鈣鈦礦結構的Cu的氮化物（Cu3N）納米立方體催化劑用于選擇性CO2RR。研究結果表明，Cu3N顯示了優異的CO2RR制乙烯的選擇性和穩定性。在-1.6V（vs RHE）電位下，法拉第效率為60%，質量活性位34A/g，且C2H4/CH4的摩爾比例>2000。進一步研究表明Cu3N能夠穩定表面的(100)Cu(I)活性位，有利于(100) Cu3N 表面的CO-CHO的耦合反應，進而增強其C2H4選擇性。該研究為金屬氮化物用于選擇性CO2RR制備碳氫化合物提供了良好的實例。
ZhouyangYin, Chao Yu, Zhonglong Zhao, Xuefeng Guo, Mengqi Shen, Na Li, Michelle Muzzio,Junrui Li, Hu Liu, Honghong Lin, Jie Yin, Gang Lu, Dong Su, Shouheng Sun, Cu3NNanocubes for Selective Electrochemical Reduction of CO2 toEthylene, Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03324
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b03324
11. Nano Energy: 原位探測多孔電極中的離子傳輸與電子傳導
采用厚而致密的電極能夠有效提升電池的能量密度。然而，在厚電極中離子和電子的傳輸會受到一定程度的阻礙，這又會反過來降低電極的可用容量進而限制電池的能量密度。因此，要想發展基于厚電極的高比能電池就必須對其內部的離子電子傳輸進行更加深入的認識。但是，到目前為止還沒有實驗手段能夠對充放電過程中電極內部載流子傳輸的動力學過程進行表征。
在本文中，馬里蘭大學的王春生教授團隊利用三電極體系首次對厚多孔電極中離子和電子傳輸造成的電壓降進行了測量。他們的測量結果表明，多孔厚電極在高倍率下的容量損失與離子和電子輸運電位降都有很大關系。離子和電子輸運引起的電位下降會影響電極中活性物質的化學勢，而且不同活性物質的容量損失對電極中的離子和電子缺陷表現出不同的敏感性。
SingyukHou, Chunsheng Wang et al, Operando Probing Ion and ElectronTransport in Porous Electrodes, Nano Energy, 2019
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104254
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519309619?dgcid=rss_sd_all
12. ACS Energy Lett.: 11.2％最佳效率！PbS量子點太陽能電池
蘇州大學馬萬里和Jianyu Yuan團隊提出了一系列共軛聚合物（PBDB-T，PBDB-T（Si），PBDB-T（S），PBDB-T（F）），用于PbS量子點太陽能電池作為聚合物空穴傳輸層（HTM）。通過聚合物側鏈工程，優化了模型聚合物PBDB-T，以調節能級，增加空穴遷移率，改善固態有序性，增加自由載流子密度。基于改性聚合物PBDB-T（F）的量子點太陽能電池表現出11.2％的最佳效率。優于基于傳統PbS-1,2-乙二硫醇HTM的器件（10.6％），這是基于有機HTM的PbS太陽能電池的最高效率。
TowardsScalable PbS Quantum Dot Solar Cells using Tailored Polymeric Hole Conductor，ACS Energy Lett. 2019
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.9b02301
