1. 顏寧Nature：冷凍電鏡首次解析人源Cav3.1 apo與拮抗劑分子結構
在哺乳動物的世界，電壓門控鈣離子通道的蛋白質家族存在10種類型，三個亞家族。其中，Cav3.1–3.3構成T型亞家族，其異?；顒优c癲癇，精神病和痛苦等行為和疾病有關。今日，普林斯頓大學顏寧課題組使用冷凍電鏡首次解析了人源Cav3.1 apo與結合拮抗劑分子結構，分辨率分別為3.3?和3.1?。這些結構為比較研究不同Cav亞家族之間不同的通道特性提供了分子尺度的理解，并未今后藥物設計和篩選提供了有效的參考。
Yanyu Zhao et al. Cryo-EM structures ofapo and antagonist-bound human Cav3.1. Nature 2019.
DOI：10.1038/s41586-019-1801-3
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1801-3
2. Nat. Biomed. Eng.: 噬菌體導向的納米粒子調控腸道菌群增強化療反應
人腸道中的微生物群與結直腸癌（CRC）的進展以及對CRC的治療反應密切相關。于此，武漢大學張先正教授團隊通過利用促腫瘤的核梭桿菌高濃度和CRC患者糞便菌群中不存在抗腫瘤的生成丁酸的細菌的特性，使用伊立替康負載的右旋糖酐納米顆粒與疊氮化物修飾的噬菌體共價連接，且在患有原位結直腸腫瘤或自發形成結直腸腫瘤的小鼠中進行口服和靜脈服藥，可顯著抑制核梭桿菌的生長，從而大大提高了CRC一線化療的效率。
實驗還表明，在仔豬中口服噬菌體導向的伊立替康納米?？蓪е卵毎嫈?、免疫球蛋白和組胺水平以及肝腎功能的變化可忽略不計。噬菌體導向的納米技術對腸道菌群的調節可能會為大腸癌的治療開辟新的途徑。
Zheng,D., Dong, X., Pan, P. et al. Phage-guided modulation of the gut microbiota ofmouse models of colorectal cancer augments their responses to chemotherapy. NatBiomed Eng 3, 717–728 (2019)
DOI:10.1038/s41551-019-0423-2
https://doi.org/10.1038/s41551-019-0423-2
3. Nat. Commun.: 金屬鹵化物鈣鈦礦中雙光子吸收光譜的重要性
盡管對金屬鹵化物鈣鈦礦（MHPs）的光電性能進行了深入研究，但關于MHPs中的帶隙吸收方面卻鮮為報道。雷恩大學Jacky Even和 代爾夫特理工大學Tom J. Savenije 團隊使用時間分辨微波電導率技術研究了MHP的兩光子吸收光譜。在甲基銨碘化鉛和其類似物的雙光子吸收光譜中觀察到了兩步上升的趨勢，這表明常用的縮放定律不適用于MHP。通過與溫度有關的電導率測量進一步證實了這一方面。
使用經驗性多頻帶緊密結合模型，通過積分在整個布里淵區上計算出甲基銨碘化鉛的光譜，顯示出與實驗結果的相似性。研究結論是，雙光子吸收光譜中的第二個上升趨勢來自于強自旋軌道耦合形成的重電子和輕電子帶的額外光學躍遷。因此，通過帶隙能譜法，通過建模的補充，可以獲得有關MHP光電特性的寶貴見解。
Theimportance of relativistic effects on two-photon absorption spectra in metalhalide perovskites，Nature Communications，2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-13136-y
4. PNAS: In基電荷有序全無機鹵化物雙鈣鈦礦
金屬鹵化物鈣鈦礦因其卓越的光電性能而引起了廣泛的應用興趣。具有各種晶體結構和組成的環保型鹵化鈣鈦礦材料的開發為實現所需的性能和應用提供了前所未有的機會。近日，加州大學伯克利分校楊培東等人展示了一種通過固相反應合成的Cs2In（I）In（III）Cl6 In基電荷有序全無機鹵化物雙鈣鈦礦。
研究人員通過研究其高壓光學性質，發現了壓力驅動的完全可逆的半導體-金屬相變。這種基于In的電荷有序結構可能會激發人們對鈣鈦礦鹵化物的新認識，并為將來發現奇特的電子現象（例如鈣鈦礦鹵化物中的高TC超導性）提供平臺。
Yang, P. et al.Pressure-induced semiconductor-to-metal phase transition of a charge-orderedindium halide perovskite. PNAS 2019.
DOI: 10.1073/pnas.1907576116
https://www.pnas.org/content/pnas/116/47/23404.full.pdf
5. Chem：Cu-ZnO-ZrO2催化CO2選擇性加氫制甲醇中水的影響的強有力證據
CO2加氫制甲醇既能減少溫室氣體排放，又可產生甲醇。水作為重要的副產物對CO2的轉化率和甲醇選擇性都至關重要。然而，目前仍沒有足夠的證據說明水的作用機制。近日，來自昆明理工大學的李孔齋教授、王華教授和布魯克海文國家實驗室的陳經廣教授合作采用原位紅外和瞬態同位素示蹤實驗研究了Cu-ZnO-ZrO2催化劑上CO2加氫制甲醇過程中水的作用機制。
研究表明，甲醇是由甲酸鹽加氫得到的甲氧基經水解得到。脫附的水促進了甲氧基的水解。通過構建大孔催化劑可促進水的擴散進而提高甲醇的選擇性。此外，通過在反應氣中加入少量的水也能夠促進甲醇收率。
YuhaoWang, Wengui Gao, Kongzhai Li*, Yane Zheng, Zhenhua Xie, Wei Na, Jingguang G.Chen*, Hua Wang*, Strong Evidence of the Role of H2O in AffectingMethanol Selectivity from CO2 Hydrogenation over Cu-ZnO-ZrO2,Chem, 2019.
DOI: 10.1016/j.chempr.2019.10.023
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929419304772?dgcid=rss_sd_all
6. AM綜述：壓力下的功能材料：結構演變的原位TEM觀察
功能材料的工作條件通常涉及變化的應力場，從而導致結構變化，無論是有意還是無意的。復雜的多尺度微結構（包括缺陷，區域和新相）可以通過功能材料中的機械載荷來誘導，從而提供了對所涉及材料的變形過程的基本了解。另一方面，如果以可控的方式誘導這些微關結構，則可用于調節材料的功能特性或增強某些性能。
而在掃描/透射電子顯微鏡（STEM/TEM）下進行原位納米力學測試為了解功能材料的微觀結構演變提供了直接證據，具有重要意義。有鑒于此，南京大學Yu Deng等總結該領域應用在各種功能材料系統上的一些重要結果，并簡要介紹一些新開發的多通道實驗功能，以強調這些技術的影響。
YuDeng,* et al. Functional Materials Under Stress: In Situ TEM Observations ofStructural Evolution. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201906105
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201906105
7. EES: 無粘結劑高載量柔性硅負極
盡管Si負極具有超高的理論比容量，但要想實際應用必須將Si顆粒的尺寸降低至納米級并將其與導電性良好的碳材料復合來克服巨大的體積膨脹和導電性差這兩個問題。在工業上，為了確保納米硅顆粒組成的電極具有機械完整性、良好的分散性以及優良的導電接觸，商品化的Si負極中Si含量不得不低于15%。如此低的Si含量使得在電極水平上Si負極的容量優勢無法有效發揮出來。
在本文中，斯坦福大學的崔屹教授、華中科技大學的李會巧教授和浙江農林大學的孫慶豐教授等利用纖維素納米片的自卷繞效應構筑了一種硅含量高達92%的無粘結劑柔性Si微米卷電極。在這種微米卷電極中，碳包覆的Si納米顆粒均勻地分布在導電碳納米管中，因此可以借助富含內部空間的纖維素碳卷來緩解充放電過程中的體積膨脹。這種電極結構可逆比容量高達2700 mAh/g，循環300周后的容量保持率高達85%。該工作為設計高載量電極結構提供了全新的思路。
HanweiWang, Yi Cui, Huiqiao Li, Qingfeng Sun et al, Binder-free High Silicon ContentFlexible Anode for Li?ionBatteries, Energy & Environmental Science, 2019
DOI:10.1039/C9EE02615K
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/EE/C9EE02615K#!divAbstract
8. AEM：大面積柔性熱電設備的2D材料
"物聯網 (IoT)"概念的快速發展使得基于大面積柔性材料的熱電轉換引起了廣泛關注。在大面積柔性材料中，類似石墨烯和相關的2D材料因其出色的傳輸性能和大功率因數而有望在熱電應用中大展宏圖。近日，名古屋大學Taishi Takenobu團隊報道了一篇綜述，其中對石墨烯，黑磷，過渡金屬二鹵化物和其他2D材料（包含單晶和多晶）的熱電特性進行了研究分析及測量，從材料特征和摻雜方法的角度討論了增強熱電功率因數的方法。
此外，作者總結了在使用大面積2D材料的熱電模塊應用中的最新進展，為在大面積柔性熱電設備應用中使用2D材料提供了思路。最后，討論了未來需要解決的問題并進行了展望。
KaitoKanahashi, Jiang Pu, Taishi Takenobu. 2D Materials for Large‐Area Flexible ThermoelectricDevices. Adv. Energy Mater., 2019.
DOI：10.1002/aenm.201902842
https://doi.org/10.1002/aenm.201902842
9. Nano Energy: 具有低充電電壓和長循環壽命的可逆雜化Na-CO2電池
Na-CO2電池由于具有較高的能量密度和較低的原料成本而備受矚目。最近，加拿大西安大略大學的孫學良教授和昆明理工大學的Feng Liang等通過使用Na3Zr2Si2PO12固體電解質作為隔膜、以氮摻雜單壁碳納米管（N-SWCNH）作為正極催化劑、以飽和NaCl溶液作為電解液構筑了一種可逆雜化Na-CO2電池。Na3Zr2Si2PO12陶瓷隔膜不僅具有較高的Na+電導率，而且還可以阻止O2/H2O等雜質與金屬鈉負極的接觸，并且能夠避免金屬鈉負極與正極接觸造成的電池內部短路，從而顯著改善了電池的安全性。對于N-SWCNH來說，氮元素摻雜在碳材料內部形成了獨特的納米孔結構。
這種孔結構一方面為放電產物的積累提供了巨大的比表面積，另一方面也為CO2的吸附和電子轉移提供了豐富的結構缺陷位點，從而有助于提高催化活性和可逆性。更重要的是，NaCl水溶液這種水系電解液能夠促進不導電的放電產物的溶解，極大地加快了充放電反應的動力學。因此，這種Na-CO2電池表現出低至2.26V的充電電壓，在0.1 mA/cm2的電流密度下的電壓極化也只有0.49V。在0.2 mA/cm2的電流密度下其放電比容量高達2293mAh/g，循環300周后的循環效率仍然保持在68.7%。作者還利用原位拉曼光譜和非原位XRD等手段證實其主要放電產物為NaHCO3和C。
ChangfanXu, Feng Liang, Xueliang Sun et al, Reversible Hybrid Sodium-CO2 Batteries with LowCharging Voltage and Long-life,Nano Energy, 2019
DOI：10.1016/j.nanoen.2019.104318
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519310250?dgcid=rss_sd_all#!
10. AFM：柔性有機生物電子用導電聚合物薄膜的水凝膠轉移印刷
利用導電聚合物如聚(3,4‐乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸鹽(PEDOT:PSS)開發柔性有機生物電子器件，如有機電化學晶體管(OECTs)，正在迅速增加。然而，在軟襯底上直接操縱導電高分子薄膜仍然具有挑戰性，這阻礙了可整合的有機生物電子器件的發展。近日，UCLA的Shiming Zhang和AliKhademhosseini為導電聚合物薄膜從傳統的剛性襯底轉移印刷到柔性襯底提供了新的解決方案。
作者報道了玻璃基底上的PEDOT:PSS薄膜，一旦與表面活性劑混合，就可以與水凝膠分層，然后轉移到軟基底上，無需任何進一步處理。所提出的方法允許將圖案化的PEDOT:PSS薄膜從玻璃襯底容易、快速和可靠地轉移到各種軟襯底上，促進它們在軟有機生物電子學中的應用。利用這一方法，作者展示了皮膚可貼附的紋身圖案，可與可穿戴的有機生物傳感整合。
ShimingZhang, Haonan Ling, Yihang Chen, Qingyu Cui, Jiahua Ni, Xiaochen Wang, MartinC. Hartel, Xiang Meng, KangJu Lee, Junmin Lee, Wujin Sun, Haisong Lin, SamEmaminejad, Samad Ahadian Nureddin Ashammakhi, Mehmet R. Dokmeci, AliKhademhosseini. Hydrogel‐Enabled Transfer‐Printing of ConductingPolymer Films for Soft Organic Bioelectronics. Advanced Functional Materials.2019
DOI:10.1002/adfm.201906016
https://doi.org/10.1002/adfm.201906016
