1. Science：中國科學家報道早白堊基干獸類新發現
基于多個3D骨骼標本，研究人員報告了一種新的白堊紀基干獸類哺乳動物，其聽力和咀嚼器官與功能之間存在脫鉤。聽骨（包括上頜骨）與骨化的Meckel軟骨沒有骨骼接觸；后者松散地放置在牙齒的后方。這種配置可能代表了確定的哺乳動物中耳的初始形態學階段。
近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所毛方園、王元青與美國自然歷史博物館孟津的研究團隊合作，發表了關于早白堊基干獸類李氏源掠獸的最新研究成果。證據表明，聽力和咀嚼器官已經以模塊化的方式發展。在非哺乳動物齒形犬齒中以整合復合體開始，這兩個模塊受相似的發育和遺傳機制調控，最終在哺乳動物的進化過程中分開，從而可以進一步改善聽力和咀嚼效率。
Fangyuan Mao, Yaoming Hu, Chuankui Li, et al. Integrated hearing and chewing modulesdecoupled in a Cretaceous stem therian mammal. Science, 2019.
DOI: 10.1126/science.aay9220
https://science.sciencemag.org/content/early/2019/12/04/science.aay9220
2. JACS：空穴傳輸鉍金屬MOFs在光電催化制氫氣中的基本原理研究
太陽能燃料生產是新興的可持續能源轉換和存儲技術發展的基石。光誘導水產H2代表了生產可再生燃料的最關鍵挑戰之一。金屬有機框架（MOFs）可以和合適的光敏構筑材料組裝新結構，引起了人們的研究興趣。然而，對反應中間體的鑒定仍然具有挑戰，這對更有效的HER材料的設計帶來阻礙。近日，西班牙IMDEA能源研究所Vìctor A. de la Peòa O’Shea，馬德里材料研究所Felipe G·ndara等合作在這里，合成和表征了使用鉍和dithieno[3,2-b:2',3'-d]thiophene-2,6-dicarboxylic acid (DTTDC)制備的新型MOFs，該MOFs具有空穴傳輸能力的富電子連接劑。
作者通過將理論研究與時間分辨光譜學（例如，芯孔時鐘和激光閃光光解測量）相結合，對不同時間范圍（fs至ms）競爭性反應對總體H2生產的影響進行了全面研究。作者發現，光生空穴與電子給體反應后會形成自由基陰離子中間體，這在光電催化過程中起關鍵作用。該工作為MOFs用于太陽能生產燃料提供了新的思路。
AlbaGarcìa-S·nchez, FelipeG·ndarab*, Vìctor A. de la Peòa O’Shea*, et al. Fundamental Insights in Photoelectrocatalytic HydrogenProduction with a Hole-transport Bismuth Metal-organic Framework. J. Am. Chem.Soc., 2019
DOI:10.1021/jacs.9b10261
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b10261
3. JACS：熱穩定的陽離子有機銅團簇用作光/電發光材料
有機發光二極管（OLED）正在徹底改變顯示應用。貴金屬如銥，鉑或釕的發光配合物在OLED領域起著重要作用。但實際的大規模應用（例如固態照明和顯示器），需要具有同等性能的，地球富含的銅基發光化合物。而基于銅（I）的發射體在光激發時會受到弱的自旋-軌道耦合和高重組能的影響。
近日，德國不萊梅大學Matthias Vogt，Jens Beckmann，俄羅斯科學院Sergey Ketkov，蘇黎世聯邦理工學院Maksym V.Kovalenko等多團隊合作，報道了一個陽離子有機銅簇[Cu4(PCP)3]+（PCP=2,6-（PPh2）2C6H3），其具有抑制非輻射衰變特征，是一個堅固的窄帶綠色發光體，其光致發光（PL）效率高達93％。作者通過DFT計算證實的PL衰變動力學揭示了復雜的發射機制，其涉及熱激活延遲熒光（TADF）和磷光兩方面的貢獻。實驗發現，將該團簇經過固溶處理做成標準OLED薄膜后，該材料具有高達11％的外部量子效率和窄的發射帶寬（65 nm FWHM）。
MarianOlaru, Sergey Ketkov,* Kovalenko,* Jens Beckmann,* Matthias Vogt*, et al. ASmall Cationic Organo-Copper Cluster as Thermally Robust Highly Photo- andElectro Luminescent Material. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI:10.1021/jacs.9b10829
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b10829
4. JACS: DNA磚自組裝大尺寸手性納米管
大直徑管的合成對材料科學和納米技術具有重要意義，但在很大程度上仍是一個尚未解決的挑戰。于此，西安交通大學Sun Sha等人報道了一種通過單鏈磚策略控制重復單元的剛度和曲率來編程DNA螺旋管寬度的方法。重復單元的剛度可以通過厚度來控制，曲率可以通過雙螺旋扭轉密度來調節。單步退火可以制備具有特定手性和寬度（從～50到～550 nm）的螺旋管。
ShaSun, Yuxuan Yang, Dongmin Li, and Jin Zhu. Large Chiral NanotubesSelf-Assembled by DNA Bricks. Journal of the American Chemical Society 2019.
DOI:10.1021/jacs.9b08737
https://doi.org/10.1021/jacs.9b08737
5. JACS: 通過片的偏移連接對DNA管周長進行編程
具有指定周長的DNA管在跨學科領域有著廣泛的應用前景。DNA單鏈片（SSTs）組裝方法在以模塊化方式編程DNA管周長方面顯示了前所未有的能力。然而，通常需要一組不同的SST來組裝特定圓周的DNA管，具有更寬的管需要更高數量的獨特序列的片，這不僅增加了成本和設計復雜性，而且阻礙了組裝產量。在此，美國埃默里大學Yonggang Ke、上海交通大學王鵬飛研究員和北京化工大學張瑛洧副教授等人通過引入“偏移連接”來規避傳統SST組裝的此類挑戰。
在這種新的連接方案中，SST陣列中的邊界SST塊被設計成以偏移方式連接。為了補償偏移，SST陣列必須變寬，直到陣列能夠閉合，形成具有可容忍扭曲度的寬管。利用這一策略，成功地從由19×4或19×14片組成的兩組不同的sst中組裝了具有規定周長（包括8、12、14、16、20、24、28、32、36、42、56或70個螺旋）的DNA管。
YingweiZhang, Xianhui Chen, Guangjie Kang, Ruizi Peng, Victor Pan, Ranjani Sundaresan,Pengfei Wang, and Yonggang Ke. Programming DNA Tube Circumference by TileOffset Connection. Journal of the American Chemical Society 2019.
DOI:10.1021/jacs.9b08921
https://doi.org/10.1021/jacs.9b08921
6. Angew：順序離子交換法合成Cu取代的CoS2@CuxS雙殼納米盒實現高效儲鈉
雜化材料由于其每種組分的協同作用，是用做電極材料提高鈉儲存性能最佳選擇之一。然而，具有合理的結構和組成的適合用于鈉存儲的雜化納米結構的制造仍然具有挑戰性。近日，新加坡南洋理工大學樓雄文等通過基于金屬有機框架（MOFs）的模板法策略合成了由Cu取代的CoS2@CuxS雙殼納米盒（表示為Cu-CoS2@CuxS DSNBs）組成的集成納米結構。
實驗發現，獨特的外殼結構和復雜的成分使得Cu-CoS2@CuxS DSNBs電極具有優越的電化學儲鈉性能(在0.1 A g-1，535 mAh g-1)，以及出色的倍率性能（在5 A g-1，333 mAh g-1）和穩定的循環性能（300次循環后保持76%的容量）。該工作為用于各種應用的復雜異質結構的設計和制造提供了參考。
YongjinFang, Xiong Wen (David) Lou*, et al. Synthesis of Cu‐Substituted CoS2@CuxSDouble‐Shelled Nanoboxes via Sequential Ion Exchangefor Efficient Sodium Storage. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201912924
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201912924
7. Angew: O2對Fe-N-C催化劑失效降解的影響
質子交換膜燃料電池中用于氧還原反應(ORR)的非貴金屬催化劑正獲得越來越多的發展勢頭，而由原子FeNx位點組成的Fe-N-C催化劑是最有前途的候選。研究和開發正在從活性目標轉向提高Fe-N-C催化劑燃料電池的耐久性。通過在室溫和惰性氣體飽和酸性電解液中進行的加速應力測試(AST)，對其耐久性進行了廣泛的研究。近日，CNRS的M. MAILLARD Frederic研究員等發現在O2 vs Ar飽和的酸性電解液（pH=1）中進行負載循環AST時，Fe-N-C結構的降解現象明顯變強，ORR活性損失增長了將近4倍。
拉曼光譜結果表明在O2中負載循環AST之后，即使在低電位0.3~0.7 V（vs RHE）下循環，存在強烈的強碳腐蝕，然而在Ar中負載循環AST之后，沒有腐蝕現象的發生。O2中的負載循環AST導致Fe-N-C活性位點的大量損失，并形成了鐵的氧化物。結果表明，在O2存在的情況下，在如此低的電位下發生的難以避免的碳腐蝕是在H2O2和Fe位點之間由Fenton反應產生的活性氧引起的。
Kavita Kumar, Laetitia Dubau,Michel Mermoux, Jingkun Li, Andrea Zitolo, Jaysen Nelayah, Frederic Jaouen,Frederic Maillard. On the Influence of Oxygen On the Degradation of Fe-N-CCatalysts. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201912451
https://doi.org/10.1002/anie.201912451
8. ACS Nano：穩定高效的酸性水氧化電催化劑
水氧化催化劑(WOCs)對于電化學制氫至關重要，但在酸性條件下，電化學不穩定性仍然是WOCs的關鍵問題。近日，德州大學奧斯丁分校余桂華課題組提出了一種基于稀土元素的有機-無機聚合物雙網絡凝膠(DN gel)雜化的電催化劑，通過聚吡咯原位氧化聚合和氰化同步聚合實現高效的酸性水氧化。
X射線吸收和X射線光電子能譜揭示了無機聚合物和有機導電聚合物之間的協同作用，產生了良好的局部配位環境，這也進一步得到了DFT計算的支持。DN凝膠電催化劑在pH= 0電解液中對析氧反應表現出較高的活性和穩定的催化活性，且在超過3000次循環后無明顯下降。該工作為開發高活性和穩定的WOCs提供了另一種見解，有望作為強酸中貴金屬催化劑的替代品。
ZhiweiFang, Ping Wu, Kang Yu, Yifan Li, Yue Zhu, Paulo J. Ferreira, Yuanyue Liu, GuihuaYu. Hybrid Organic–Inorganic Gel Electrocatalyst for Stable Acidic Water Oxidation. ACSNano. 2019
DOI: 10.1021/acsnano.9b07826
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b07826
9. ACS Nano：紋理化界面提高反鈣鈦礦太陽能電池的效率
鈣鈦礦太陽能電池效率的不斷提高使內部量子效率接近100%，這意味著光到載流子以及載流子輸送不再是鈣鈦礦太陽能電池光電轉換效率的限制因素。然而，最佳效率仍然遠遠低于Shockley-Queisser效率極限，尤其是對于那些倒置的鈣鈦礦太陽能電池而言，這表明大部分光沒有傳輸到活性鈣鈦礦層中被吸收。近日，西南大學宋群梁課題組以平面型反鈣鈦礦太陽能電池(ITO/PTAA/perovskite/PC61BM/bathocuproine (BCP)/Ag)為例，通過簡單的對PTAA層進行紋理化，可以顯著提高電池的外量子效率。
通過在鈣鈦礦的光輸入側引入了一個紋理化的PTAA/鈣鈦礦界面，來抑制內部光學反射，這種簡單的紋理方法能夠減少光損耗，進而會增加器件的EQE。同時，這種紋理化的PTAA有利于該平面太陽能電池的能帶邊緣吸收。短路電流的大量增加以及填充系數的增加將這種倒鈣鈦礦太陽能電池的效率從18.3％提升至20.8％。通過在玻璃上使用減反射涂層，使更多的光進入設備，效率進一步提高到21.6％，這進一步證明了鈣鈦礦型太陽能電池中光控制的重要性。
CunYun Xu, Wei Hu, Gang Wang, Lianbin Niu, Ahmed Mourtada Elseman, Liping Liao,Yanqing Yao, Gaobo Xu, Lie Luo, Debei Liu, Guangdong Zhou, PingLi, Qunliang Song. Coordinated Optical Matching of a Texture Interface Made from Demixing Blended Polymers for High-Performance Inverted Perovskite Solar Cells. ACS Nano. 2019
DOI: 10.1021/acsnano.9b07594
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b07594
