1. Nature Materials：金屬氧化物半導體納米線三維自組裝金屬氧化物納米線三維自組裝可以實現(xiàn)特殊的導電性，多孔結構和高表面積的納米器件。當前的制造方法需要復雜的多步驟過程，該過程涉及納米線的初始制備，然后進行手動組裝或轉移印刷，因此缺乏合成的靈活性和可控性。復旦大學鄧勇輝 團隊報道了一種可控制地構建3D多層交叉金屬氧化物納米線陣列的通用合成正交組裝方法。以氧化鎢半導體納米線為例，聚環(huán)氧乙烷-嵌段-聚苯乙烯和硅鎢酸復合納米棒可以自發(fā)正交堆積。隨后的煅燒產(chǎn)生了Si摻雜的亞穩(wěn)態(tài)ε相WO3的3D交叉堆疊納米線陣列。該納米線堆?？蚣芤惨炎鳛闅怏w檢測儀進行了測試，用于選擇性檢測丙酮。通過使用其他多金屬氧酸鹽，這種類似木樁的3D納米結構的制造方法也可以推廣到不同的摻雜金屬氧化物納米線，從而為各種應用提供一種操縱其物理性能的方法。Synthesis of orthogonally assembled 3D cross-stacked metal oxide semiconducting nanowireshttps://www.nature.com/articles/s41563-019-0542-x
2. Nat Biomed. Eng.: 柔性可穿戴無線生物電子器件
裝有高帶寬三軸加速度計的安裝在皮膚上的柔性電子設備可以捕獲廣泛的生理相關信息，包括基礎身體過程的機械聲信號（例如用聽診器測量的信號）和核心身體運動的精確運動學。在這里，美國西北大學黃永剛院士、John A. Rogers院士 、Zhaoqian Xie聯(lián)合Carle神經(jīng)科學研究院Charles R. Davies等人設計了一種無線裝置，其被設計成能放置在胸骨上方的凹口上，用于連續(xù)測量機械聲信號，包括從皮膚在大約10-3 m s-2的加速度下的微弱振動到整個身體的大運動在大約10 m s-2的振動和高達800 Hz的頻率下。由于測量結果是由運動，身體朝向，吞咽，呼吸，心臟活動，聲帶振動和其他來源產(chǎn)生的一系列信號的復雜疊加，因此研究人員利用頻域分析和機器學習方法，從人類受試者的日?；顒又蝎@取心率、呼吸頻率、能量強度和其他基本生命體征的實時記錄，以及說話時間和節(jié)奏、吞咽次數(shù)和模式和其他非常規(guī)生物標記。并且還在睡眠實驗室中使用了該設備，并使用多導睡眠監(jiān)測儀對測量結果進行了驗證。
Lee,K., Ni, X., Lee, J.Y. et al. Mechano-acoustic sensing of physiological processesand body motions via a soft wireless device placed at the suprasternal notch.Nat Biomed Eng (2019)DOI:10.1038/s41551-019-0480-6https://doi.org/10.1038/s41551-019-0480-6
3. JACS：COFs納米通道用于氨基酸手性選擇性跨膜運輸
長期以來，模仿細胞運輸機制制造固態(tài)智能納米通道用于多種應用備受關注，但這對合成提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。共價有機框架（COFs）是具有定制納米通道的多孔晶體材料，具有很大的離子和分子傳輸潛力。近日，上海交通大學崔勇，華東理工大學龍億濤等研究發(fā)現(xiàn)2D COFs可以作為固態(tài)納米通道用于選擇性運輸氨基酸。作者通過將具有C3對稱性的三醛與具有和不含有二乙烯基的二胺混合物進行亞胺縮合，使兩個乙烯基官能化的2D COFs結晶。得到的兩種多元COFs均具有由層狀六邊形網(wǎng)絡通過AA或AB堆疊形成的直的1D中孔通道。作者通過硫醇-烯點擊反應對COFs進行手性β-環(huán)糊精（β-CD）后修飾，并進一步將其制成無支撐混合基質膜（MMMs），該膜可以選擇性地運輸氨基酸。特別的是， AA堆疊的COFs相對于AB堆疊的COFs表現(xiàn)出對組氨酸對映體更高的手性識別能力，這是因為其均勻的開放通道修飾有β-CD。該工作為將COFs納米通道用于選擇性運輸固態(tài)的小分子甚至生物分子奠定了基礎。
ChenYuan, Yitao Long,* Yong Cui*, et al. Nanochannels of Covalent Organic Frameworksfor Chiral Selective Transmembrane Transport of Amino Acids. J. Am. Chem. Soc.,2019DOI: 10.1021/jacs.9b10007https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b10007
4. Angew: 熱處理氣凝膠作為氧還原反應的催化劑
為了促進燃料電池技術的大規(guī)模應用，必須開發(fā)用于堿性和酸性電解質中的氧還原反應（ORR）非貴金屬（非PGM）催化劑。作為一種非PGM催化劑，鐵基催化劑已被廣泛認為是替代Pt基ORR催化劑的有希望的候選者。氣凝膠是一種固體物質形態(tài)的混合物或復合物，是世界上密度最小的固體，氣凝膠是由空氣或自由空間與陶瓷，金屬，顆粒，粉末或碳固體介質組成，其中空氣或自由空間的比例>99％，氣凝膠是一種極具吸引力的材料，具有廣泛的應用前景，其中之一是重要的氧還原反應的電催化。以無機形式存在的氣凝膠具有超高的催化位點密度、高表面積和可調的物理性質和化學結構等獨特的優(yōu)勢，是一種非常具有潛力的多相催化劑。近日，巴伊蘭大學的LiorElbaz等設計制備了一種鐵卟啉氣凝膠，其具有優(yōu)異的電催化性能。5,10,15,20-(tetra-4-氨基苯基)卟啉(H2TAPP)和Fe(II)被用作氣凝膠的構筑單元，隨后在600℃進行熱處理以增強電子導電性和催化活性，同時保留其宏觀結構。所得到的材料具有非常高濃度的原子分散催化位點(9.71020位點/g)，能夠在堿性溶液中具有優(yōu)異的催化氧還原反應活性(Eonset= 0.92 V vs. RHE，TOF = 0.25 e- site-1 s-1，電壓為0.80V vs. RHE)。該工作為低成本、高活性非貴金屬催化劑的制備提供了一種新的思路。
Noam Zion, David A. Cullen, Piotr Zelenay, LiorElbaz. Heat-Treated Aerogel as a Catalyst for Oxygen Reduction Reaction.Angewandte Chemie International Edition, 2019.DOI: 10.1002/anie.201913521https://doi.org/10.1002/anie.201913521
5. AM: 電子皮膚的最新進展和未來展望
斯坦福大學鮑哲南教授和韓國科學技術院Steve Park等人對電子皮膚及其研究的最新進展進行綜述，重點介紹了三個主要應用領域所需的技術：可皮膚附著的電子設備，機器人技術和假肢。首先，由于電子皮膚將暴露于各種長時間的應力中，并且需要與不規(guī)則形狀的表面一致地粘附，因此具有固有拉伸性和自愈特性的材料非常重。第二，觸覺感知能力，如壓力、應變、滑動、力矢量和溫度的檢測，對于皮膚附著裝置的健康監(jiān)測，以及機器人和假肢的物體操縱和周圍環(huán)境的檢測，都是非常重要的。對于皮膚可附著設備，化學和電生理傳感以及無線信號通信對于全面評估用戶的健康狀況并確保用戶的舒適度具有重要意義。對于機器人和假肢，以便捷和可擴展的方式在3D表面上進行大面積集成至關重要。此外，為了有效地以并行和低功耗的方式處理觸覺信息，需要使用神經(jīng)形態(tài)器件的新的信號處理策略。對于假肢，神經(jīng)界面電極是非常重要的。對以上這些主題進行討論，重點討論了其進展、當前挑戰(zhàn)和未來前景。
Yang,J. C., Mun, J., Kwon, S. Y., Park, S., Bao, Z., Park, S., Electronic Skin:Recent Progress and Future Prospects for Skin‐AttachableDevices for Health Monitoring, Robotics, and Prosthetics. Adv. Mater. 2019, 31,1904765.https://doi.org/10.1002/adma.201904765
6. AM: 珍珠層啟發(fā)的復合電解質助力負載型固態(tài)鋰金屬電池
使用固態(tài)電解質的固態(tài)鋰金屬電池有望成為新一代儲能器件。然而，由于陶瓷電解質的脆性和聚合物電解質的柔軟性，開發(fā)面對外部應力仍然保持機械穩(wěn)定性的固態(tài)電解質仍然充滿挑戰(zhàn)。在本文中，美國哥倫比亞大學的陳曦和Yuan Yang等從天然珍珠層結構得到啟發(fā)提出了一種具有“磚泥結構”的陶瓷-聚合物復合電解質。這種類珍珠層復合電解質（NCPE）同時具有比純陶瓷電解質高的斷裂應變（1.1%-0.13%）和比純聚合物電解質高的極限彎曲模量（7.8GPa-20MPa）。在外部壓力負載下該復合電解質的電化學性能也優(yōu)于其單獨組分。他們使用LAGP/聚醚丙烯酸酯NCPE電解質組裝了5×5cm的軟包電池，該軟包電池在外部點壓力為10N條件下在室溫下循環(huán)100周的容量保持率高達95.6%。NCPE的提出為固態(tài)復合電解質提供了一種新的設計方案，并為未來固態(tài)鋰金屬電池開辟了新的可能性。
AijunLi, Xi Chen, Yuan Yang et al, Nacre‐Inspired Composite Electrolytes for Load‐BearingSolid‐State Lithium‐MetalBatteries, Advanced Materials, 2019DOI: 10.1002/adma.201905517https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905517?af=R
7. AM：納米血小板逆轉血栓
在涉及血栓形成的疾病中，血液供應的快速切斷是全世界發(fā)病率和死亡率的主要原因。然而，由于目前的溶栓策略的半衰期短、靶向性低和意外的出血并發(fā)癥，該療法提供的結果非常有限。受血小板在止血和病理性血栓中固有作用的啟發(fā)，國家納米中心聶廣軍研究員、李素萍研究員、Zhang Yinlong等人開發(fā)了血小板膜偽裝的聚合物納米顆粒（納米血小板），用于將溶栓藥物--重組組織纖溶酶原激活劑（rt-PA）靶向遞送至局部血栓部位。量身定制的納米血小板可以有效地積聚在肺栓塞和腸系膜動脈血栓形成模型小鼠的血栓中，與游離rt-PA相比，其溶栓活性顯著增強。此外，在缺血性中風模型中，納米血小板的治療效果優(yōu)于游離rt-PA。體內凝血指標的分析表明，納米血小板具有較低的出血并發(fā)癥的風險。所開發(fā)的復合仿生納米血小板為在血栓形成疾病中提高溶栓治療的療效和降低出血風險提供了一種有希望的解決方案。
Xu,J., Zhang, Y., Li, S., Nie, G. et al, Engineered Nanoplatelets for TargetedDelivery of Plasminogen Activators to Reverse Thrombus in Multiple MouseThrombosis Models. Adv. Mater. 2019, 1905145.https://doi.org/10.1002/adma.201905145
8. AM: 用于高性能紫外光電探測器的2D氧化物鈣鈦礦
二維鈣鈦礦由于其獨特的性能和減小的尺寸，是未來光電器件的有希望的替代材料。但是，開發(fā)穩(wěn)定且無毒的2D寬帶隙鈣鈦礦仍然是一項挑戰(zhàn)。復旦大學 Xiaosheng Fang團隊通過液體剝離合成厚度低至1.8 nm的二維全無機鈣鈦礦Sr2Nb3O10（SNO）納米片，并且首次研究了基于單個幾層SNO片的UV光電探測器（PD）。基于SNO薄板的PD表現(xiàn)出優(yōu)異的紫外線檢測性能（窄帶響應度= 1214 AW-1，外部量子效率= 5.6×105％，檢測度= 1.4×1014 Jones@ 270 nm，1 V偏壓）和快速響應速度（trise ≈0.4 ms，tdecay≈40 ms），優(yōu)于大多數(shù)報道的基于2D圖紙的單個UV PD。此外，柵極電壓可成功控制SNO的載流子傳輸特性和基于SNO的光電晶體管的性能。SNO片的光電探測性能和載流子傳輸性能取決于其厚度。此外，基于SNO納米片薄膜可輕松制造具有高機械穩(wěn)定性的柔性和透明PD。這項工作為高性能光電元件的發(fā)展提供了一條有效的途徑。
2D Perovskite for High‐Performance UVPhotodetectors，AM， 2019DOI: 10.1002/adma.201905443https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201905443
9. AM綜述：液化陽光: 將可再生能源轉化為肥料和電力材料的能源載體
可再生能源在世界上許多地方，尤其是偏遠地區(qū)儲量豐富，因此儲存和運輸這些能源已成為能源利用的關鍵挑戰(zhàn)。氫和氨作為近期而非遙遠未來的能源載體具有巨大的潛力，與傳統(tǒng)化石燃料相比，它們在技術經(jīng)濟方面的競爭地位正迅速向對它們有利的方向轉變。對于長距離的管道運輸和散貨船運輸，以液態(tài)氫和氨氣為主的液體能源運輸是理想的運輸方式。因此，開發(fā)高活性、高選擇性的電催化劑材料，通過還原電化學生產(chǎn)這些能量載體成為了一個重要的研究領域。近日，莫納什大學的Alexandr N.Simonov和Douglas R.MacFarlane討論了在這些過程中電催化材料領域的最新發(fā)展和挑戰(zhàn)，包括析氫反應(HER)、析氧反應(OER)和氮還原反應(NRR)，重點介紹了目前困擾氨氮還原領域的一些錯誤步驟。綜述了原位表征和量子化學研究在新的電催化材料發(fā)現(xiàn)中的日益突出的重要作用。
Douglas R. MacFarlane,Jaecheol Choi, Bryan H. R. Suryanto, Rouhollah Jalili, Manjunath Chatti, LuisMiguel Azofra, Alexandr N. Simonov. Liquefied Sunshine: Transforming Renewablesinto Fertilizers and Energy Carriers with Electromaterials. Advanced Materials,2019.DOI: 10.1002/adma.201904804https://doi.org/10.1002/adma.201904804
